Для питания бытовой электроники и детских игрушек в настоящее время широко используют литий-ионные аккумуляторы. И если замена стандартных аккумуляторов не представляет проблем, то модули, созданные самим производителем оборудования, сложно найти в продаже уже через два-три года после очередного обновления модельного ряда. Пожалуй, самым ярким примером в этом отношении являются сотовые телефоны и смартфоны. Ресурс аккумуляторов, установленных в смартфонах, допускает 300...500 циклов зарядка-разрядка, после чего аккумулятор необходимо заменять. С прекращением производства модели это становится проблемой, и приходится на свой страх и риск использовать неоригинальные аккумуляторы, у которых весьма мало общего с прототипом. Кроме того, они иногда не содержат устройства защиты (контроллера), поэтому их применение может привести к механическому разрушению оборудования или к пожару.
В большинстве случаев литий-ионный аккумулятор состоит из литий-ионной ячейки и устройства защиты, отключающего нагрузку при разрядке до предельно допустимого напряжения в процессе эксплуатации и не допускающего её перезаряда при зарядке. Во многих литий-ионных аккумуляторах, как правило, используют сочетание контроллера, например, серии DW01 и сборки полевых N-канальных транзисторов (рис. 1). Чтобы телефон распознавал "свой" источник питания, в его состав вводят резистор R1 (в изделиях LG номиналом 10кОм, в изделиях Siemens - 15 кОм). В некоторых моделях вместо резистора устанавливают терморезистор для слежения за температурой литий-ионной ячейки: по сигналу с него контроллер отключает аккумулятор при температуре ниже 0 оС и выше +40 оС.
Рис. 1. Принципиальная схема литий-ионного аккумулятора
Для восстановления отказавшего аккумулятора необходима литий-ионная ячейка подходящих размеров с такими же значениями максимального и минимального напряжений и ёмкости (она может быть и больше), что и заменяемая. Аккуратно вскройте донорский аккумулятор и извлеките ячейку. Чтобы случайно не произошло короткое замыкание, на её выводы сразу же наденьте отрезки поливинилхлоридной трубки (кембрика) или воспользуйтесь термоусаживаемой трубкой. В восстанавливаемом аккумуляторе отпаяйте контакты литиевой ячейки от платы контроллера и, соблюдая полярность, на место удалённой литиевой ячейки установите и подпаяйте новую. После этого соберите аккумулятор, применив для крепления двухсторонний скотч.
Последний раз фирменный аккумулятор для своего мобильного телефона Siemens CX75 автору удалось приобрести семь лет тому назад. Однако телефон до сих пор находится в рабочем состоянии благодаря регулярным обновлениям источника питания. В качестве доноров используются аккумуляторы LG (рис. 2). Иногда, после длительного хранения, они оказываются нерабочими. Происходит это потому, что в продажу аккумуляторы поступают частично заряженные и при хранении разряжаются через встроенный контроллер, после чего он отключает литий-ионную ячейку от внешних цепей.
Рис. 2. Аккумулятор LG
Рис. 3. Схема автономного контроллера зарядки
Восстановить такую ячейку поможет подключённый непосредственно к ней автономный контроллер зарядки. Схема одного из простых и надёжных в работе вариантов такого устройства представлена на рис. 3. Собран он на доступной специализированной микросхеме TP4056 (максимальный выходной ток - 1 А). Зарядный ток выбирают равным 1/3 от ёмкости аккумулятора (например, если она равна 650...750 мА·ч, ток не должен превышать 250 мА). Устанавливают его подбором резистора R4, сопротивление которого (в кило-омах) рассчитывают по формуле R4 = 1200/I, где I - зарядный ток в миллиамперах. Для питания контроллера использую сетевой адаптер от планшета с выходным напряжением 5 В и мощностью 10 Вт. Несмотря на простоту, устройство надёжно работает более пяти лет.
Автор: И. Цаплин, г. Краснодар