Как спаять две батарейки от телефона
Строго говоря, правила сборки аккумуляторов из отдельных литиево-ионных элементов справедливы не только для шуруповертов, а, к примеру, для аккумулятора электровелосипеда. Я расскажу о том, где лучше купить элементы, как их соединять между собой для получения нужного напряжения и емкости, как обойтись без точечной сварки, скрепляя их в один аккумулятор.
Типы элементов
Шуруповерты работают на двух основных видах элементов – литий-ионные (Li-Ion) и никель-кадмиевые (Ni-Cd). У обоих этих видов есть как свои преимущества, так и недостатки:
Литий-ионные. Самый оптимальный вариант. Основные преимущества:
1) Почти нет «эффекта памяти» заряда, то есть, можно заряжать на любом этапе зарядки, не дожидаясь полной разрядки;
2) Циклы «заряд-разряд» - 1500 и более, что в 2-3 раза больше никель-кадмиевых;
Никель-кадмиевые аккумуляторы держат около 500 циклов «заряд-разряд», перед зарядкой требуют разрядки. Кроме того, они больше весят, что при работе с шуруповертом имеет значение.
Плюс, как по мне, у никель-кадмиевых элементов все же есть – они лучше себя ведут при работе на морозе.
Где покупать?
Я покупаю на АлиЭкспресс, ищем надежных продавцов, читаем отзывы и смело заказываем.
Как соединять?
Соединяются элементы параллельно или последовательно, чаще – комбинированная схема.
Параллельное соединение. При таком способе суммируется емкость двух (трех или более) элементов. Напряжение остается тем же, как и у каждого элемента.
Последовательное соединение. При таком соединении суммируется напряжение, то есть, если напряжение каждого из двух элементов – 12 вольт, то при соединении получим 24 вольта , но емкость будет ровна емкости каждого элемента. Нагляднее смотрите на фото.
Чем и как паять?
Паять литий-ионные элементы стоит с осторожностью, ибо они плохо переносят перегрев. По-хорошему, их спаивают при помощи контактной (точечной) сварки, но вот у многих ли дома есть такое оборудование?
Делаем так: зачищаем поверхность контактов, наносим кисточкой паяльный флюс ЛТИ-120 , аккуратно, чтобы он не залил стенки аккумулятора. Забираем припой примерно на каплю, и быстро наносим его на контакт аккумулятора. Чтобы уменьшить перегрев, я тут же прикладывал к припою ватку, смоченную в спирте.
То же самое проделываем с соединительной пластинкой. После чего припаиваем пластинку к аккумулятору, быстро и с охлаждением спиртом.
Таким макаром я спаял аккумулятор для электровелосипеда и шуруповерта, более полугода – полет нормальный. Ни одну «банку» не перегрел, так что не стоит слушать «икспердов» о том, что тут годится только точечная сварка.
На али продают пластиковые решетки для элементов – это если вы собираете аккум для велика.
Соединить нужно только два провода - плюс и минус. Третий провод не трогать - это провод термо-датчика, и он пусть продолжает работать по-прежнему. По этому датчику телефон определяет, когда нужно прекращать зарядку. А чтобы температура мерилась для обоих аккумуляторов сразу, достаточно просто плотно прижать их друг к другу, например, резиновым колечком.
Но при соединении аккумуляторов нужно соблюсти осторожность. Аккумуляторы НИКОГДА не бывают абсолютно одинаковыми и в одинаковом состоянии. А малейшее различие в напряжении (хоть в сотые доли вольта) вызовет при соединении сильные токи МЕЖДУ батареями - токи, которые вполне могут их перегреть и вывести из строя. Поэтому сначала нужно соединять через какое-нибудь сопротивление, хоть через лампочку. Аккумуляторы будут "строить" друг друга - разряжать и заряжать, чтобы выровнять напряжение. По мере этого процесса (порядка часа) ток между ними будет ослабевать, и потом сопротивление можно убрать - остаток выровняется уже без экстремально больших токов.
Далее. Нормальная работа (разряд) в такой связке будет проходить вполне достойно. Аккумуляторы будут все время поддерживать равенство напряжений друг с другом, поэтому расходоваться будут пропорционально их емкостям, синхронно. Тут проблем нет.
Но вот процесс зарядки этой связки уже вызовет проблему. Емкости все же не полностью одинаковы, это невозможно. Поэтому при зарядке аккумуляторы будут оказывать слегка разное сопротивление току, и батарея с меньшим сопротивлением зарядится быстрее. Затем она начнет греться, сработает термодатчик - и телефон прекратит зарядку. Вторая батарея останется несколько "недокормленной", и потом будет больше мешать, чем помогать в работе. Если даже ты используешь абсолютно одинаковые батареи из одной партии, крошечное различие в емкостях будет с каждой зарядкой усугубляться, и связка прослужит недолго, фактически превратится в один аккумулятор. Чтобы этого избежать, нужно либо разрывать связку на время зарядки и заряжать каждую батарею в отдельности (и тогда при новом соединении для работы - снова проводить выравнивание через резистор), либо спаять активную стабилизирующую схему на основе компаратора, чтобы зарядный ток делился между батареями всегда поровну, даже если у них разное сопротивление. В этом случае никаких "выравниваний" делать не понадобится, и срок службы батарей не пострадает. Просто дополнительная схемка появится.
Понадобился срочно для связи на время гарантийного ремонта смартфона сотовый телефон. В запасе имелось несколько морально устаревших сотовых телефонов, решил восстановить работу одного из них.
Обратил на себя внимание удобный и безотказный сотовый телефон модели teXet TM-3200. Простой с большими клавишами и нанесенными на них крупными цифрами. Он прослужил исправно не один год и был забыт, как морально устаревший.
Как и ожидалось, аккумулятор в сотовом телефоне от времени не только полностью потерял емкость, но еще и вздулся. Без установки нового аккумулятора телефон не оживить.
Пару слов о литиевых аккумуляторах
Практически во всех девайсах, таких как ноутбук, планшет, сотовый телефон и многих других, в качестве источника энергии устанавливаются литиевые аккумуляторы. Они бывают двух типов: Li-Ion (литий-ионные) или Li-Polymer (литий-полимерные) на номинальное напряжение 3,7 В. Форма аккумуляторов может быть любой. Размер зависит от емкости.
| Таблица технических характеристик Li-Ion и Li-Polymer аккумуляторов | ||
|---|---|---|
| Параметр | Li-Ion | Li-Polymer |
| Номинальное напряжение, В | 3,7 | |
| Минимальное напряжение, В | 2,75 | |
| Максимальное напряжение зарядки, В | 4,2 | |
| Ток зарядки, часть от ёмкости С | 0,1-1 | |
| Время зарядки | 1 час | |
| Удельная энергоёмкость, Вт·ч/кг | У Li-Po в два раза больше, чем Li-Ion | |
| Число циклов заряд-разряд до снижения ёмкости на 20 % | 600 | |
| Потеря емкости в год (саморазряд) % | ≈20 | |
| Эффект памяти | Практически отсутствует | |
| Оптимальный ток нагрузки, относительно ёмкости С | 1С | |
| Безопасность эксплуатации | Li-Ion более опасны, чем Li-Polymer | |
| Цена | Li-Ion дешевле, чем Li-Polymer | |
Как видно из таблицы Li-Polymer аккумуляторы являются усовершенствованными Li-Ion в части удельной энергоемкости и эксплуатационной безопасности, но дороже. Для замены в сотовом телефоне эти отличия значения не имеют. Подойдет любой из них, главное, чтобы аккумулятор вместился в отсек телефона.
В инструкциях по эксплуатации литиевых аккумуляторов приводится множество ограничений, связанных с правилами их эксплуатации, которые продлевают срок службы аккумуляторов. Но это все пустые хлопоты, так как время эксплуатации главным образом зависит от количества циклов заряда-разряда и временем со дня выпуска аккумулятора.
Все остальное не имеет практического значения, так как технические требования по заряду и разряду обеспечивает контроллер (электронная схема на плате). Единственное что нужно сделать, так это при запуске нового аккумулятора в эксплуатацию несколько раз выполнить цикл полного его заряда-разряда. А дальше только не забывать заряжать аккумулятор девайса, чтобы в нужную минуту он не подвел.
Пример установки в сотовый телефон не родного аккумулятора
В своих запасах нашел подходящий по размерам литиевый аккумулятор от вышедшего из строя сотового телефона. Несмотря на то, что он провалялся несколько лет, оказался живым, даже напряжение не снизилось до критического 2,75 В, после которого аккумулятор блокируется драйвером.
Для точного определения, подойдет ли по размерам аккумулятор разломал его пластмассовый корпус. Он представлял собой склеенные две половинки.
Как правило, в корпус литиевых аккумуляторов для сотовых телефонов встроен драйвер, собранный на отдельной маленькой печатной плате. Хотя элементная база драйвера бывает разной, но назначение и принцип работы драйвера любого литиевого аккумулятора одинаковый – защита аккумулятора от короткого замыкания и приложения напряжения зарядки выше допустимого.
Аккумулятор подключается к драйверу двумя выводами, а драйвер к телефону обычно тремя, бывает и большим количеством контактов. Дополнительный вывод (на схеме обозначен буквой К) нужен для обратной связи аккумулятора со схемой телефона с целью определения степени заряда и нагрева аккумулятора.
Вывод получается в результате подключения сопротивления R3, показанного на схеме ниже, к отрицательному выводу литиевого аккумулятора. Резистор может быть простым или терморезистором, у которого номинал изменяется от температуры нагрева аккумулятора. В таком случае он играет еще и роль датчика для защиты аккумулятора от перегрева во время зарядки.
На схеме драйвера защиты номинал резистора не указан, так как каждый производитель устанавливает сопротивление номиналом от 10 до 100 кОм. Этим в основном и отличаются литиевые аккумуляторы для разных моделей сотовых телефонов, что снижает их взаимозаменяемость. Производители сотовых телефонов специально устанавливают разные номиналы резистора, чтобы принудить потребителей в случае износа аккумулятора покупать его только у них.
Поэтому проще с вышедшего из строя родного аккумулятора плату защиты снять и использовать для подключения нового аккумулятора. Но родной аккумулятор был сильно раздут и я побоялся снимать с него драйвер. Правда, потом все равно для интереса, соблюдая осторожность, разобрал. Как видно на фото это безопасно.
Для определения взаимозаменяемости драйверов измерял номиналы резисторов установленных на платах защиты обоих аккумуляторов. Мне повезло, мультиметр показал, что сопротивление резисторов равно и составляет 47 кОм. Следовательно, можно подключать не родной аккумулятор без доработки.
Для проверки работы не родного литиевого аккумулятора он был присоединен к контактам сотового телефона с помощью пайки трех проводов. Тут необходимо строго соблюдать полярность. Чтобы не допустить ошибку я всегда все маркирую специальным маркером, который пишет на любой поверхности.
Аккумулятор был предварительно заряжен от зарядного устройства, поэтому после включения телефона, он сразу ожил и стал искать сеть. Как видите по дате прошивки телефона со дня его выпуска, прошло более 9 лет.
Требовалось еще определить, сколько времени телефон сможет работать от одной зарядки аккумулятора. Для этого временно скотчем закрепил аккумулятор на корпусе телефона. При не интенсивной эксплуатации телефон проработал четверо суток, что для старого литиевого аккумулятора было совсем не плохо. Когда телефон был только куплен, то одной зарядки аккумулятора хватало на две недели.
После тестирования пришло время установить аккумулятор в отсек телефона. Для удобного размещения пришлось драйвер разместить вдоль одной из длинных сторон аккумулятора, предварительно закрепив изоляционный материал в виде полоски изолирующей ленты.
Примерка показала, что литиевый аккумулятор с платой защиты свободно разместился в отсеке телефона, крышка отсека, не цепляя его, надвигалась на корпус и надежно фиксировалась.
На следующем шаге к плате были припаяны отпаянные ранее провода, и она закреплена на аккумуляторе с помощью скотча. Для исключения замыкания проводов, их оголенные концы были отрезаны, и на провода нанесена маркировка полярности.
Далее концы проводов были зачищены от изоляции, залужены припоем и припаяны к подвижным контактам телефона. Провода были оставлены достаточной длины, чтобы аккумулятор можно было извлекать для установки SIM-карты.
На следующем шаге не родной литиевый аккумулятор был размещен в отсеке сотового телефона, осталось только сделать настройки. Такой способ подключения аккумулятора имеет достоинство, никогда не окислятся контакты, правда если телефон зависнет и надо будет его сбросить отсоединением аккумулятора, то придется воспользоваться паяльником.
С тех пор прошло уже несколько лет, телефон не эксплуатировался и находился в выключенном состоянии. Написав эту статью, решил его проверить, и оказалось что аккумулятор еще живой, и даже не до конца разрядился. Вставил SIM-карту, сделал и принял несколько звонков. Телефон, несмотря на более девяти лет со дня выпуска, находится в исправном состоянии.
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Объявления
Похожий контент
Здравствуйте.
Прошу пояснить, можно ли подключить к этой плате аккумулятор напрямую, без устройств, контролирующих заряд/разряд?
На микросхеме маркировка: AS21BPOC466-25A4
где - D3 микросхема зарядки Li-ion\Li-Pol аккумулятора (MCP73831),
D4 - DC\DC преобразователь USB -> 3.3V (LM3671),
D5 - DC\DC преобразователь VBAT -> 3.3V (LM3671).
Суть моего вопроса:
Если присутствует напряжение VBUS (USB), то необходимо выключать преобразователь D5 сигналом LM3671_BAT, но включать D4 сигналом LM3671_USB.
Таким образом получается, что аккумулятор будет заряжаться, а питаться прибор будет от USB.
Мои предположения, рассуждения и решения которые я вижу:
Если управлять преобразователями при помощи GPIO портов МК, то получится, что как только питание по USB отключится, то прибор выключится быстрее, чем успеет включиться преобразователь работающий от VBAT, ввиду чего я такое решение и отмёл. Использовать небольшую схемку на двух полевых транзисторах в одном корпусе (p и n типа). В симуляторе вроде как всё работает, но вероятно может произойти та же ситуация, что и в случае 1;
Использовать микросхему выполняющую данную задачу, но тут играет роль, что достать её сложно, стоит 7$ и выглядит как overkill для такой простой задачи. Покидайтесь, пожалуйста, камнями и критикой решений, своими вариантами решения задачи или же исправлениями к приложенным схемам.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Если вдруг кого-то заинтересует,
то вот ссылка на GitHub проекта,
а так же ссылка на GitHub библиотеки.
Используются шрифты T-Flex GOST, можно получить по ссылке.
В комплекте идет блок питания PD45+QC 3.0
input: 100-240V
50/60Hz 1A
output: 5V3A / 9V3A / 12V3A / 15V3A / 20V2.25A
своим usb-c он и питает плату.
Что еще написано в официальной документации касаемо ее запитки:
- 12 Volt DC Input - JST PH2.0 4Pin
- The voltage range of the Delta power input connector is 7.4
15 volts. / т.е. ей надо от 7,4 до 15 вольт, чтобы работать
- The standard power source is 2A @ 12volts.
- So if you're choosing to use the lipo battery, you should use 2
4 cells. // только ни на форуме, ни в офиц доках, ни в саппорте - никто не говорит какие точно подойдут
- The maximum booting power required is about 10 watts, and the operational power required is about 3 watts with a low electrical load (with CPU power usage < 5%). // 10 Ватт надо чтобы стартануть и 3 Ватт чтобы работать
Уже точно известно, что можно запитать ее от повербанка. Но подходящий (12-15V и 3 Ампера) обычно шибко дорогой и тяжелый (как минимум 500 грамм).
Да, логично, что при такой цене плыты (с виндой и экраном там что-то около 400), всем остальным можно пренебречь, но я брал ее с рук за в 4 раза дешевле.
Есть несколько безхозных Li-ion аккумуляторов. Читал, смотрел, думал:
1) не все схемы одинаково полезны =)
2) не каждая плата с али нормальная
3) можно запросто устроить пожар
4) много случаев когда эту совсем вообще не дешевую плату убивали за 3 секунды.
Рисерч по ютубам и обзорам плат от независимх испытателей показал, что можно попробовать вот такие способы:
а) последовательно соединить 3шт li-ion + 3S BMS
б) берется небольшой повербанк на 5V3A, в него вставляется бустер например ZY12PDN
б1) берется небольшой повербанк на 5V3A, в него вставляется провод PD-DC в котором уже есть триггер, т.е. со стабильными 15/20 вольт на выходе
в) X шт li-ion батареек + LTC3780 как бустер
г) X шт li-ion батареек + IP5328P (поддерживает usb pd + мощность + защита уже встроена)
д) запитать как-то от li-po батарей.
В идеале: было бы здорово не больше 3шт батареек li-ion (вес) + какой-то надежный бустер : самодельный либо с Али.
Очень надеюсь на Ваши советы.
Здравствуйте господа, подскажите по какой схеме лучше соединить аккумуляторы. Аккумуляторы д-0.55с, нагрузка светодиодная матрица. В рамках вопроса интересует только работа на нагрузку (без схемы зарядки/
Нужна принципиальная схема устройства зарядного малогабаритного УЗМ 1,5-5
Читайте также: