Зарядное устройство для Li-Ion (Li-Рo) аккумуляторов из «электронной сигареты»

Платы балансировки литиевого аккумулятора: назначение и схема плат защиты li ion аккумуляторов

При последовательном подключении батарей наблюдается разброс параметров изделий, что не позволяет поддерживать требуемое выходное напряжение. Проблема возникает из-за неравномерной зарядки элементов. Для устранения дефекта используется плата балансировки литиевых аккумуляторов, обеспечивающая равномерный заряд изделий и предотвращающая перезаряд элементов аккумуляторной банки.

Балансировочная плата для литиевых аккумуляторов

При соединении нескольких источников постоянного тока в общую банку по последовательной методике обеспечивается суммирование напряжений. При этом емкость аккумулятора будет определяться элементом с минимальным значением параметра.

Для зарядки устройства используется две методики — последовательная и параллельная. При первом способе осуществляется подача питания от единого источника, напряжение соответствует значению параметра на полностью заряженном аккумуляторе.

Параллельный метод предусматривает независимую зарядку каждого изделия, входящего в аккумуляторную банку. В конструкцию зарядного блока входят не связанные между собой источники питания. Для контроля параметров электрического тока применяются индивидуальные устройства. Зарядные блоки подобной конструкции встречаются редко, для восполнения емкости литиевых аккумуляторов применяется последовательная схема зарядки.

При совместной зарядке необходимо не допустить повышения напряжения на клеммах элементов, составляющих аккумуляторную банку, выше допустимого предела (зависит от модели батареи).

Из-за различных характеристик элементов пороговое значение достигается в разное время.

Пользователь вынужден прекратить зарядку после фиксации допустимого напряжения на первом источнике, при этом остальные компоненты АКБ остаются недозаряженными, что негативно влияет на конечную емкость батареи.

При эксплуатации элемента питания происходит неравномерное снижение напряжения на выводах элементов. Разрядка прекращается в момент фиксации минимально допустимого порога на секции, не получившей необходимого заряда.

Для исключения возможности возникновения ситуации в цепь питания батареи вводится балансировочный блок, который контролирует параметры на каждой секции. При достижении запрограммированного значения происходит параллельная коммутация балластного резистора, отсекающего подачу питания на клеммы секции.

Балластное сопротивление отключает питание в случае превышения силы тока, идущего через резистор, над параметром в цепи питания секции аккумулятора. Остальные компоненты аккумуляторной банки продолжают заряжаться.

По мере фиксации максимального напряжения происходит последовательное отключение цепей питания. После подключения всех имеющихся балластных сопротивлений зарядка прекращается. Напряжение всех секций будет равняться значению параметра, на который отрегулирован балансир.

Плата защиты литиевого аккумулятора

Защитные платы для Li-ion или Li-pol аккумуляторов дополнительно защищают изделия от взрыва или воспламенения, происходящего из-за избытка газов при перезарядке. Следует учитывать, что регулярная эксплуатация недозаряженных элементов приводит к деградации катода и анода, что сокращает срок службы изделия.

Часть аккумуляторных банок оснащается платой защиты в заводских условиях. Для самодельных устройств и некоторых аккумуляторов потребуется монтаж дополнительного узла фабричного изготовления или собранного своими руками.

В конструкции всех литий-ионных или литий-полимерных банок предусмотрена защитная плата PCB или PCM. Устройство обеспечивает разрыв цепи при возникновении аварийной ситуации (например, короткого замыкания).

Защитный блок не оснащен регуляторами напряжения или силы тока, допускается разрядка элементов до 2,5 В и ниже (зависит от качества контроллера), что негативно влияет на рабочие характеристики аккумуляторов. Плата балансировки MBS устанавливается вместо защитного устройства, узел обеспечивает защиту от замыканий и равномерную зарядку элементов.

Схемы плат защиты литиевого аккумулятора

На рынке представлены следующие балансировочные платы фабричного изготовления:

  1. Устройство на базе стабилизатора LM317 обеспечивает подачу на батареи напряжения 4,2 В.
    В конструкции предусмотрены регулировочные сопротивления, в процессе зарядки работает контрольный светодиод красного цвета. Для подключения устройства используется внешний блок питания, коммутация к портам USB не предусмотрена конструкцией.
  2. Китайские производители массово выпускают балансировочные платы на основе стабилизатора ТР4056, которые дополнительно оснащены защитой от переполюсовки аккумуляторов. Устройство предназначено для подключения к портам USB, предусмотрен регулятор параметров зарядки.
    Оборудование контролирует процесс зарядки в автоматическом режиме, при достижении заданной емкости производится плавное снижение силы зарядного тока. В конструкции предусмотрен штекер для установки дополнительного температурного сенсора.
  3. Устройство на основе чипа NCP1835 отличается уменьшенными габаритами и универсальностью, допускается коммутация аккумуляторов с различными параметрами. Балансир обеспечивает зарядку сильно разряженных элементов путем подачи тока малой силы, предусмотрена защита от установки батареек (со звуковой индикацией). В конструкции модуля предусмотрен регулятор времени зарядки.
  4. Узел на базе контроллера зарядки S8254AA, оснащенный дополнительной балансировкой для аккумуляторов 18650. Оборудование поддерживает защиту от переразрядки и перезарядки, имеется контроль над коротким замыканием.
    Платы на основе контроллера S8254AA не оснащаются лампами, отображающими статус зарядки. Поставщики выпускают аналогичный блок без балансира, изделие отличается применением гетинакса красного цвета. Детали с балансиром изготовлены на основе гетинакса темно-синего цвета.

Базовая схема балансира самодельного типа включает в себя стабилитрон TL431A (с повышенной точностью управления) и транзистор BD140 (относится к типу изделий с прямой проводимостью).

В цепь включаются сопротивления, которые допускается заменить диодами 1N4007. При использовании диодов учитывается нагрев элементов при работе, при изготовлении монтажной платы принимают во внимание необходимость охлаждения узлов.

Для регулировки требуется подать постоянное напряжение 5 В на входы устройства. В цепи предусмотрен резистор, изменяя значение сопротивления, необходимо добиться напряжения 4,2 В на колодках, предназначенных для установки литий-ионных аккумуляторов.

Для подачи питания в рабочем режиме используется трансформатор, напряжение равно суммарному значению подключенных аккумуляторов. На каждый элемент подается запас напряжения в пределах 0,15 В. Например, для зарядки 3 элементов требуется подвести напряжение 3*4,2+3*0,15=13,05 В.

Устройство обеспечивает зарядку батарей до момента достижения напряжения 4,2 В. После фиксации параметра включается стабилитрон, который активирует подачу питания через транзистор к балластным резисторам, имеющим сопротивление 4 Ом. В цепи предусматриваются контрольные светодиоды, которые включаются при подаче питания в балластную цепь.

Упрощенный блок на основе стабилитрона TL431A строится с использованием полупроводникового транзистора, удовлетворяющего параметрам зарядки. Поскольку элемент при работе нагревается, то необходимо предусмотреть охлаждение. В основе выбора типа радиатора лежит расчет по мощности.

Например, при напряжении 4,2 В и силе тока 0,5 А расчетная мощность составит 2,1 Вт. При увеличении параметров зарядки мощность возрастает, что вызывает сложности с теплоотводом. В конструкции используется 2 сопротивления, регулирующих пороговое значение напряжения.

После подбора сопротивлений и транзистора изготавливается требуемое количество балансировочных блоков, которые ставятся на аккумуляторы во время зарядки.

Небольшие габариты устройств позволяют закрепить узлы на общей пластине. При монтаже нескольких балансиров требуется обеспечить изоляцию корпусов транзисторов (из-за подачи отрицательного питания от батареи).

Выбор аккумулятора для электронной сигареты

Электронные сигареты постепенно развиваются и привлекают всё больше поклонников. Так называемый вейпинг понемногу становится альтернативой курению табака. Поклонники этого занятия знают, что одним из ключевых элементов вейпинга является качественный аккумулятор для электронной сигареты. В то же время, неправильно подобранный аккумулятор или некачественного зарядное устройство могут привести к печальным последствиям. Поэтому, давайте, в этой статье поговорим о том, какие лучше использовать аккумуляторы для электронных сигарет. Рассмотрим, какие существуют виды аккумуляторов для вейпинга и как их выбрать.

Общая информация

В своё время, когда электронные сигареты только появлялись на рынке, аккумуляторы для них имели маленькую ёмкость. Она составляла 200─300 миллиампер в час. В электронных сигаретах того времени активация была в момент затяжки. Для этого у них устанавливалась специальная мембрана, которая при затяжке оттягивалась и замыкала контакты. Поскольку мембрана была механической, то возникали проблемы с неё застреванием. Аккумуляторов тех времён хватало едва ли на 2 часа работы. К тому же они часто перегревались, а иногда даже бывали случаи воспламенения.

На этом развитие электронных сигарет не остановилось и через некоторое время производители увеличили мощность испарителя. Для этих моделей стали выпускаться соответствующие аккумуляторы. Они имели более высокое выходное напряжение и увеличенную ёмкость. В настоящее время появились устройства с возможностью переключения напряжения.

Виды аккумуляторов для электронных сигарет

Аккумуляторы для электронных сигарет можно разделить на три большие группы по их химическому составу. Они представлены ниже:

  • Li-Ion. Литий─ионные;
  • Li-Mn. Литий─марганцевые;
  • Li-Pol. Литий─полимерные.

Все эти три группы имеют свои особенности, а также плюсы и минусы. Идеального варианта среди них нет. Что касается безопасности использования, то специалисты отдают предпочтение литий─марганцевым аккумуляторам. Но наиболее распространёнными в электронных сигаретах сегодня остаются литий─ионные.

Литий─ионные

Это большая группа аккумуляторов, в которую входят различные форм-факторы. О них будет сказано ниже. Поскольку литий─ионные аккумуляторы являются пожароопасными, все банки комплектуются защитными платами. Их ещё называют контроллерами. Контроллер следить за процессом разрядки и зарядки аккумуляторного элемента. Литий─ионные можно заряжать довольно высоким током (до 1 ампер), что делает зарядку довольно быстрой.

Литий─ионные аккумуляторы не имеют «эффекта памяти» и их можно без проблем ставить на зарядку даже не полностью разряженными. Ёмкость этого типа аккумуляторных батарей падает при отрицательных температурах. Срок эксплуатации Li─Ion аккумуляторных батарей составляет примерно 500 циклов заряда-разряда. После этого аккумулятор теряет примерно 50 процентов своей ёмкости.

Литий ионные аккумуляторы, помимо электронных сигарет, применяются в самой разной бытовой электронике. Это ноутбуки, смартфоны, планшеты, фотоаппараты. Есть даже модели литий─ионных аккумуляторов, которые используются в автомобилях и мотоциклетной технике.

Что касается электронных сигарет, то для них существуют литиевые аккумуляторные элементы следующих форм-факторов:

Литий-полимерные

Эту группа аккумуляторов можно назвать разновидностью литий─ионных. Они появились не так давно и представляют собой некоторую модификацию Li─Ion. По своей конструкции, характеристикам и материалам они очень близки к литий─ионным, но вместо жидкого электролита с ионами лития они содержат гелевый наполнитель. Благодаря своему составу этот наполнитель выполняет роль электролита и сепаратора. В случае с литий─полимерными аккумуляторами производители могут выпускать их очень тонкими (до 1 мм) и самой разной формы.

В сфере электронных сигарет литий─полимерные аккумуляторы чаще всего использовались в различных китайских модах (eGo, iStick, Smok, Kanger). Судя по отзывам владельцев электронных сигарет с полимерными аккумуляторами, они очень чувствительные к перезарядке, ударам и механическим повреждениям, нагреву. Владельцам китайских электронных сигарет с подобными аккумуляторными батареями, вообще, рекомендуется при малейшем постороннем звуке или нагреве отбрасывать это устройство от себя подальше. Среди преимуществ отмечаются высокие токи разряда и отсутствие просадки напряжения под нагрузкой.

Читайте также:  Многоканальная зарядка Li-ion своими руками

Литий─марганцевые

Литий─марганцевые аккумуляторы не имеют в своём составе защитных контроллеров. В них процесс заряда и разряда аккумулятора управляется благодаря сбалансированному химическому составу. Этот тип аккумуляторных батарей имеет высокую устойчивость к нагрузкам, замыканиям, ударам. Ток разряда у этих аккумуляторов ниже, чем у литий─полимерных, но для электронных сигарет этого вполне достаточно.

Их можно заряжать и разряжать высокими токами. В частности, они спокойно переносят заряд тока 2 ампера, а это позволяет значительно сократить время зарядки. К тому же, при коротком замыкании эти аккумуляторные батареи нагреваются и полностью разряжаются. Но при этом не происходит воспламенения и взрыва.

Всё вышесказанное обуславливает широкое распространение литий марганцевых аккумуляторов в различных механических модах. К недостаткам этих аккумуляторных элементов владельцы электронных сигарет относят небольшую ёмкость (около 1500 мАч). Литий марганцевые аккумуляторы постоянно совершенствуются и производители уже выпускают образцы увеличенной ёмкости, но с сохранением прежней надёжности.
Вернуться к содержанию

Критерии выбора

При выборе аккумулятора для электронных сигарет обычно принимают в расчёт следующие факторы:

  • Ёмкость;
  • Максимальный продолжительный ток разряда;
  • Прочие.

Ёмкость

Ёмкость является показателем, который непосредственно влияет на продолжительность работы электронной сигареты от аккумулятора. Единица измерения этой величины ─ миллиампер в час. По сути, она представляет собой ток, которой аккумулятор отдаёт за определённое время. Чем больше ёмкость аккумуляторной батареи, тем лучше.

Например, аккумуляторная батарея имеет ёмкость 2600 мАч. Это значит, что она способна отдавать ток 2,6 ампера в течение часа. При выборе ёмкости вам нужно ориентироваться на мощность испарителя. Зная мощность испарителя электронной сигареты и ёмкость аккумулятора, вы сможете без труда рассчитать продолжительность работы. При этом следует понимать, что зависимость выдаваемого тока от времени нелинейная. То есть, та же батарея 2600 мАч не сможет выдавать ток 10,4 ампера в течение 15 минут.

Если производитель аккумулятора солидная компания с мировым именем, то показатели ёмкости не завышаются. Этого нельзя сказать о различных малоизвестных фирмах. На китайском ресурсе Алиэкспресс предлагается множество батарей с ёмкостью, которой просто не может быть. Например, существующие на сегодняшний день литий─ионные модели 18650 имеют потолок ёмкости 2800─3000 мАч. Однако китайцы, совершенно не стесняясь могут предложить вам такие аккумуляторы ёмкостью 6000 мАч.

Максимальный продолжительный ток разряда

Максимальный продолжительный ток разряда (CDR — continuous discharge rate) измеряется в амперах. В маркировке аккумуляторов его величина указывается вместе с латинскими буквами А или С. К примеру, «30A» или «15C». В первом случае – это 30 ампер, во втором величина максимального непрерывного тока разряда в амперах составляет Х15 от ёмкости аккумулятора в Ач. Например, вы выбрали аккумулятор для электронной сигареты с ёмкостью 2200 мАч и в маркировке указано 15С. Какой будет максимальный продолжительный ток?

2,2 Ач х 15 = 33 ампер.

Вообще, производители маркируют свои аккумуляторные батареи по типу «кто во что горазд». Но относительно разрядного тока они обычно придерживаются подобной маркировки. Как же выбрать аккумулятор именно с тем током, который подойдёт для вашей электронной сигареты. Здесь важно найти баланс между безопасностью, хорошим «навалом» и продолжительностью работы от аккумулятора. Чтобы подобрать необходимый ток, нужно разделить вольтаж аккумулятора или сборки на сопротивление спирали. И вы получите необходимый ток разряда. В величине сопротивления следует учитывать используемые намотки.

Li─Ion аккумуляторы с током разряда 20─25 ампер

Если разрядный ток сопротивлению спирали, аккумулятор разогревается. Начинается неуправляемая химическая реакция, разогревается электролит и дополнительно разгоняет процесс. Это может закончиться плачевно. Кроме того, что можно получить ожог, в процессе реакции выделяются токсичные вещества.

Ниже можно посмотреть таблицу соответствия характеристик аккумуляторных элементов используемым электронным сигаретам.

Тип АТип BТип CТип DТип E
Ёмкость35003000250020001500
Ток разряда, Адо 1015202530
Вариватты, ватт3030-4040-6060-120выше 120
Мехмоды, Ом0,40,4-0,270,26-0,190,18-0,160,14-0,12

Вернуться к содержанию

Прочие

Если устройство подаёт на аккумулятор небольшое напряжение, то вырабатывается меньше пара. Чем выше напряжение, тем меньше аккумулятор будет работать по времени до перезарядки. При этом высокое напряжение обеспечивает ряд плюсов при эксплуатации электронной сигареты. Об этом знают не только опытные гурманы, но и начинающие пользователи. Не нужно обращать слишком пристальное внимание на эту характеристику, когда будете выбирать аккумулятор для электронной сигареты. Но, если вы выберете батарею с высокой ёмкостью и большим разрядным током, в соответствии с рекомендациями выше, то этот экземпляр сможет выдавать и высокое напряжение.

Нагрев аккумуляторной батареи при эксплуатации также является важным показателем. Если аккумулятор для электронной сигареты страдает постоянным перегревом, то в определённый момент он может воспламениться и даже взорваться. В глобальной сети можно найти немало примеров, где пользователи получали ожоги. В основном такие чрезвычайные происшествия происходят с некачественными аккумуляторными батареями. Лучше оградить себя от подобных происшествий. Для этого лучше использовать электронную сигарету на минимальной мощности или приобрести устройство с дополнительной защитой. Конечно, это будет дороже, но зато безопаснее.

Использование боксмодов из нескольких аккумуляторов

В случае использования боксмодов с несколькими аккумуляторами применяются два вида подключения: параллельное и последовательное.

  • Последовательное. При таком подключении складывается вольтаж аккумуляторов, а ёмкость остаётся неизменной. То есть, при последовательном подключение 2 аккумулятора 18650 2200 мАч получится боксмод с напряжением на выходе 7,4 вольта, но ёмкость останется 2200. Специалисты рекомендуют использовать последовательное подключение в случае, когда аккумуляторы используются в устройствах с платами, понижающими вольтаж. В качестве примера можно назвать IPV3, Sigelei 100W, God Mod. В этом случае электронная плата даёт возможность использовать заряд аккумуляторов в более эффективно. В случае с последовательным подключением нужно помнить о том, что нельзя сделать сборку из аккумуляторных элементов разных производителей или с различной степенью изношенности. В последовательную сборку нужно обязательно подключать максимально идентичные экземпляры. Это важно для нормального процесса заряда и разряда такого боксмода;
  • Параллельное. При параллельном подключении суммируется ёмкость аккумулятора, а их суммарное напряжение не меняется. То есть, два элемента 3,7 В и 2000 мАч, подключённые параллельно дадут на выходе ёмкость 4000 мАч и 3,7 вольта. Как говорят специалисты, несмотря на увеличенную ёмкость таких боксмодов, платы с повышением напряжения их быстро «высаживают». Поэтому чаще всего такие сборки используются в мехмодах для сабомного вейпинга. В мехмодах с параллельным подключением используются практически любые аккумуляторы. При параллельной установке они запитывают друг друга и заряд распределяется равномерно.

Производители аккумуляторов для электронных сигарет

Среди производителей аккумуляторов для электронных сигарет собственное производство аккумуляторных банок есть только у таких компаний, как Samsung, Sony, LG, Panasonic. Чаще всего эти компании занимаются именно выпуском аккумуляторных элементов (банок), которые продают производителям различных устройств. Более мелкие фирмы, в основном китайские, занимаются тем, что помещают в свою оболочку аккумуляторные элементы вышеназванных брендов. Этот процесс часто называют перепаковкой.

Li─Ion аккумуляторы с током разряда до 5 ампер

Среди таких компаний можно назвать Imren, AW, Efest, Subohmcell, Soshine, MXJO. Одной из первых в этом направлении стала работать компания AW. Перед тем, как выполнить перепаковку, аккумуляторные элементы тестируется, и маркируются в зависимости от результатов тестов. Сначала продукция AW пользовалась спросом у производителей фонариков, а затем они расширили свой сбыт за счёт аккумуляторов для электронных сигарет. Компания долгое время не обновляла свой модельный ряд и в результате на первые роли в этом сегменте рынка вышли другие компании.

Такие компании, как UltraFire и TrusrFire применяют для своей продукции наиболее дешёвые аккумуляторные элементы с содержанием кобальта. Они заслужили репутацию ненадёжных и имеющих крайний низкий разрядный ток. Для использования фонарика они подойдут, а вот в электронных сигаретах опытные вейперы их использовать не рекомендуют.

Одним из наиболее крупных поставщиков аккумуляторных батарей для электронных сигарет является компания Efest. Они используют в своих аккумуляторах банки производства Panasonic и Sony.

Периодически на форумах можно встретить сообщения о том, что маркировка продукции AW и Efest не соответствует реальным параметрам аккумуляторов. Здесь стоит сказать, что аккумуляторы этих фирм, а также более известных брендов, часто становятся жертвами подделок. Поэтому не следует приобретать их на eBay или в каких-то мелких китайских интернет-магазинах. Если будете приобретать их в Китае, то, по крайней мере, используйте для этого AliExpress, где есть возможность проверить товар и заявить претензию.

Зарядное устройство для Li-Ion (Li-Рo) аккумуляторов из «электронной сигареты»

В настоящее время «электронные сигареты» достаточно популярны. Но они зачастую выходят из строя или просто выбрасываются из-за севшего аккумулятора или сломанной кнопки включения. Однако, из этого устройства можно сделать хорошую малогабаритную «зарядку» для Li-Ion (и не только!) аккумуляторов напряжением 3,6 (или 3,7) вольт. При этом будет обеспечиваться заряд аккумулятора в оптимальном режиме, с контролем зарядного тока и автоматическим отключением процесса заряда при достижении значения напряжения 4,2 вольта (таково максимально допустимое напряжение па полностью заряженном аккумуляторе, без риска его перегрева и физического разрушения).

Для изготовления такого зарядного устройства потребуется любой адаптер-зарядка для сотового телефона с выходным напряжением 5 вольт, который будет служить источником питания и корпусом. После разборки корпуса «электронной сигареты» обнаружиться маленькая электронная плата, примерно такого вида, как показано на рисунке.

На этой плате расположен разъём micro-USB, а также с неё выходят два провода на аккумулятор — «плюс» (красного цвета) и «минус» (белый или чёрный). Эти провода следует аккуратно отпаять и вместо них припаять двухпроводной кабель необходимой длины для подключения, в последующем, заряжаемых аккумуляторов.

Корпус телефонной «зарядки» следует вскрыть и извлечь из него электронную плату, как это показано на рисунке.

Платы из других «зарядок» могут иметь другой внешний вид и размеры, но это не имеет никакого значения, так как функционально и по своим параметрам они одинаковы. Выпаиваем из этой платы кабель с разъёмом и вместо него короткими проводами припаиваем разъём micro-USB для соединения с платой, извлечённой нами из «электронной сигареты». Такой разъём можно взять, например, от той же «зарядки» для сотовых телефонов. Так мы соединим выход телефонной «зарядки» с платой зарядного устройства от «электронной сигареты» без необходимости выполнять пайку малогабаритных деталей, что делать в домашних условиях довольно сложно. А вместо двух проводов, которые раньше шли на аккумулятор «электронной сигареты», нужно припаять кабель необходимой нам длинны, как уже говорилось выше. К концу кабеля вы можете припаять любой подходящий разъём для подключения заряжаемых аккумуляторов (можно припаять параллельно несколько разных разъёмов для подключения аккумуляторов с различными контактами).

В корпусах телефонных «зарядок» обычно бывает достаточно места, чтобы при сборке там поместилась маленькая плата от «электронной сигареты» (если не брать слишком компактные «зарядки»), поэтому располагаем эту плату там, где найдётся для неё свободное место. Крепить её никак не нужно, важно лишь исключить возможные касания деталей обеих плат между собой, для чего можно использовать изоленту, герметик, кусочки картона или любые другие изоляционные материалы. Важно учесть, что на плате от «электронной сигареты» есть светодиодный индикатор, который визуально отображает состояние всего зарядного устройства — включение в сеть (три синих вспышки), процесс заряда (горит красным цветом) и окончание заряда (светодиод гаснет). Для того, чтобы контролировать свечение этого светодиода, в корпусе следует сделать небольшое «окошко» — отверстие, которое можно закрыть кусочком прозрачного пластик (или же оставить просто открытым, при этом будет обеспечиваться некоторая вентиляция плат). Это отверстие необходимо сделать напротив того места, где будет расположен светодиод после сборки всего устройства.

Так мы получим хорошее зарядное устройство для любых аккумуляторов с напряжением 3,6 (или 3,7) вольт с малыми габаритами и функцией полного контроля процесса заряда. Внешний вид готового зарядного устройства показан на рисунке.

10001 › Блог › Устройство одноразовой электронной сигареты

Я не курю и не понимал что это вообще такое — электронные сигареты, ну а теперь все стало ясно! )

Сигареты бывают многоразовыми — с подзаряжаемыми аккумуляторами и сменными картриджами, и одноразовые — покурил, пока не сядет батарейка или не кончится химия, и выбросил.

Мне попалась одноразовая электронная сигарета. )

Вот что она из себя представляет:

По габаритам как тонкий маркер или толстая ручка.

С одной стороны у нее пластиковый колпачок, эмулирующий табак:

В колпачке специальные выемки для того что бы через них проходил воздух при вдыхании:

Под колпачком прячется датчик (очень похож на микрофон, но может он на давление реагирует) и красный светодиод:

С противоположной стороны трубки — резиновая заглушка с отверстием для вдыхания:

Я не мог сразу понять как включить сигарету — нет никаких кнопок и ничего подобного. )

Потом я догадался что наверное она реагирует на шум или давление проходящего при вдыхании воздуха.

Естественно, я не стал пытаться засунуть эту стремную штуку в рот и вдохнуть. ))

Вместо этого я снял пластиковый колпачок спереди и подул в трубку:

Можно дуть ртом, я использовал сжатый воздух.

На видео не очень хорошо виден выходящий дым, но виден! )

Так же видно как загорается красный светодиод, подсвечивая переднюю часть:

С надетым колпачком это, видимо, должно эмулировать тлеющую сигарету.

Так оно и работает.

Но довольно, давайте, наконец, посмотрим что внутри! )

Все это легко вытолкнуть наружу карандашом, ручкой или любым плоским стержнем.

Главный интерес, это конечно батарея! )

Я погуглил и снял скриншот, но Drive2 до сих пор не удосужился сделать поддержку PNG, поэтому вот ссылочка на эту батарею:

И описание (ссылка не вечна):

3.7V 280mAh electronic cigarette battery

Place of Origin: China (Mainland)

Brand Name: POLINOVEL

Model Number: PL08570

Nominal Voltage: 3.7V Size: D8*57mm

Nominal Capacity: 280mah

Characteristic:: Rechargeable, thin, light

Оказывается это перезаряжаемый Li-pol аккумулятор, он не одноразовый, а они предлагают его выбрасывать (сигарета одноразовая, зарядки не предусмотрено), тогда как в Россиюшке промышленность даже не может создать подобный аккумулятор! Это недопустимо! )))

Далее — включатель с красным светодиодиком:

В нем стоит мембрана, которая включает сигарету при втягивании воздуха.

Он же без корпуса:

Разламывать, чтобы посмотреть что же там все-таки внутри я эту штуку не стал — пригодится для какого-нибудь тайного включателя дуновением. ))

И самое интересное — генератор дыма!

Это просто нагреватель, обмотанный ваткой, которая пропитана химией, наподобие той, которой пропитывают кусочки мелконарезанной бумаги при изготовлении “табака” для обычных сигарет.

Сам нагреватель, обернутый негорючей тканью:

К нему подходят два проводка.

А внутри нагревательный элемент:

Просто нихромовая проволочка.

В общем работает это так — когда втягивается воздух, датчик включает красный светодиод и нагреватель, он нагревает ватку с химией, которая от нагрева испаряется в виде дыма.

Считается что такие сигареты безопаснее обычных.

Обычные сигареты работают, когда тлеет мелконарезанная бумага (“табак”), пропитанная химией, а здесь же нет бумаги, нет высокой температуры и образующихся при горении смол, только чистая химия! )

Ну чтож, очень интересно. )

Если захотите разобрать подобную сигарету на запчасти, учтите что пропитка на ватке очень жирная — можно испачкать стол и руки. )

UPDATE: нашел видео, где рассказывают про устройство такой сигареты, и о том, что ее можно использовать повторно: перезарядив аккумулятор и залив ватку новой химией:

UPDATE-2: сделал из нее аккумулятор в удобном корпусе. ))

Тупо припаял проводки к аккумулятору, пропустил сквозь заглушки и закрыл.

Очень удобно им питать макетные платки через регулятор! )

Сам аккумулятор не имел никаких контроллеров разряда, поэтому регулятор может высадить его в ноль и испортить — нужно следить за зарядом вручную.

А вот заряжается он очень легко через платку для заряда Li-Ion аккумуляторов за 30р с Алиэкспресс. )

Заряд контролируется, после полной зарядки автоматически отключается.

Неожиданно полезной вещью оказалась эта сигаретка — столько интересных деталек и корпус! )

Как я пытался победить TP4056

Несколько слов о популярном модуле для зарядки литиевых аккумуляторов на базе контроллера TP4056.

Некоторое время назад китайские собратья начали выпускать модули для зарядки li-on элементов на основе микросхемы TP4056. Сначала это были просто модули заряда, причем первые варианты выпускались с разъемом MiniUSB. Потом стали устанавливать MicroUSB. Последние варианты этого модуля идут со встроенной защитой аккумулятора на базе DW01 (защита от КЗ, от переразряда).

Это небольшие модули для встраивания в различную аппаратуру, в основном для самоделок (DIY) и ремонта. Крайне удобно для замены практически любых соляных и щелочных элементов питания: батареек типа АА, ААА, D, «Кроны» и так далее, главное требования, чтобы аккумулятор «вытягивал» требуемые параметры. Как правило, литиевые элементы на порядок мощнее, чем те же соляные АА батарейки.

Внешний вид модуля зарядки на TP4056

К подобным «апгрейдам» обычно приходят либо от безысходности (нет элементов в продаже, устаревшая конструкция аппаратуры, а использовать надо), либо при повышенном расходе батареек. Например, в детских игрушках используются либо Ni-Cd элементы питания (4-5 элементов по 1.2В), либо АА батарейки, 5-6 штук. Как было бы удобно, если бы все эти игрушки, мультиметры и прочая аппаратура при работе питалась бы не от батареек, а заряжалась бы от распространенного USB.

Ниже на картинке представлены: первый вариант платы (c MiniUSB), с обозначением основных функциональных узлов, второй вариант платы (c MicroUSB и защитой). Обратите внимание на Rprog/R3. С помощью этого резистора можно задавать ток зарядки аккумуляторов. Справа показана таблица выбора значения этого резистора.

Я пробовал «дорабатывать» схему, модифицируя модуль для параллельного подключения модулей, добавляя в цепь диоды для развязки питающих цепей, комбинировал дорожки и т.п. Попытка подобных доработок привела к тому, что вроде как можно подключить 2-3 модуля вместе, для зарядки 2S (или 3S) аккумулятора, но при срабатывании защиты на одном из них, ток, протекающий через другие элементы увеличивается и может привести к выходу из строя остальных модулей.

Так что, я делаю вывод, что подобные модули не подходят для комбинирования и параллельного подключения типа 2S-3S. Есть другой выход. Этот модуль может неплохо работать с 1S2P (1S3P. ) батареями элементов, например, 18650. А для получения на выходе нужного напряжения лучше использовать Step-Up DC-DC модуль нужной мощности.

Просто подключаем к выходу модуля на TP4056 Step-Up DC-DC (они бывают на фиксированный выход, и с регулируемым выходом). Подобный модуль на фото имеет выход до 2А и регулируемое напряжение.

На фото модуль со Step-Up и аккумулятором 08570 от электронной сигареты.

Подобную сборку планирую установить в мультиметр, для замены батарейки «Крона» 9В. Минус — придется «запилить» наружу коннектор MicroUSB для зарядки устройства.

Для замены 5 элементов Ni-Cd на преобразователе можно установить 6.0В. Подобные сборки используются в старых р/у игрушках и не только.

А вот для замены трех АА или ААА батареек устанавливаем 4.5В. Это самые распространенные кейсы применения подобного модуля.

Модуль контроллера заряда TP4056 + защита для аккумуляторов BW01 (5 шт. в лоте) брал с купоном DIY3M, цена что-то там около $2. Пока все платы разошлись по устройствам, а вот для 2S. 3S вариантов лучше поискать специализированные модули BMS с балансировкой и защитой.

Как выбрать аккумулятор 18650 для вейпа

В этом обзоре рассматриваются порядок и критерии выбора аккумуляторов 18650 для вейпа, электронной сигареты, шуруповерта. В вейпинге аккумуляторы также получили боле сокращенные названия: акб, аккум, батарея. В статье разбираются технические характеристики и потребительские качества каждого типа батарей применительно к условиям использования.

18650 аккумулятор: размеры

18650 аккумуляторы для вейпа, как и все литий-ионные акб цилиндрической формы, имеют простую маркировку размера (формата):

  1. Первые две цифры обозначают диаметр элемента D, в миллиметрах.
  2. Следующие две цифры – длину элемента L, в миллиметрах, умноженную на 10, чтобы не получалось дробных чисел.

Размеры аккумулятора 18650.

Таким образом, формат 18650 аккумуляторов означает размеры: диаметр 18 мм, длина 65 мм. Элементы с платой защиты имеют размер на 1.5 мм длиннее.

Характеристики аккумуляторов 18650: емкость, напряжение, ток

Разберем вначале основные характеристики аккумуляторов 18650 для электронных сигарет, чтобы в дальнейшем на них опираться. Основные параметры акб 18650:

  1. напряжение,
  2. ток отдачи,
  3. ток заряда,
  4. емкость,
  5. количество циклов заряд-разряд,
  6. безопасность использования,
  7. наличие платы защиты,
  8. срок службы.
  • Напряжение характеризует разность электрических потенциалов между положительным (“плюс”) и отрицательным (“минус”) электродами аккумулятора 18650. Напряжение измеряется в Вольтах (Volt) и обозначается буквой “В” (V). Напряжение меняется в процессе разряда. Различают:
    • максимальное напряжение – сразу после полного заряда,
    • минимальное – ниже которого аккум для вейпа разряжать нельзя,
    • номинальное – в середине разряда.
  • Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц в проводнике. Измеряется в Амперах или миллиАмперах. Ток отдачи – это максимальный ток аккумулятора 18650, не приводящий к повреждению или ухудшению характеристик элемента.
  • Ток заряда – максимальный допустимый при зарядке аккумуляторной батареи 18650.
  • Ёмкость аккумулятора 18650 – характеристика, учитывающая время разряда при заданном токе. Ёмкость измеряется в миллиАмпер*часах (мАч), в зарубежном обозначении – milliAmper*hour (mAh).
  • Количество циклов заряд-разряд аккумулятора 18650 для вейпа определяется до снижения его ёмкости не более, чем на 10 процентов.
  • Безопасность использования – характеристика, учитывающая возможность возгорания аккума при его перезаряде, переразряде, перегреве или внешнем повреждении.
  • Для безопасного использования внутри аккумуляторов 18650 устанавливается плата защиты. При использовании незащищенных аккумуляторных батарей для вейпа, плата защиты предусмотрена в самом питаемом устройстве.
  • Срок службы аккумулятора 18650 показывает сколько лет он может эксплуатироваться при условии не превышения характеристики количества циклов заряд-разряд.

Виды литий-ионных аккумуляторов 18650

Литий-ионные аккумуляторы для вейпа разделяются на виды, в зависимости от материала катода:

  1. Литий-кобальтовые LiCoO2.
  2. Литий-марганцевые LiMnO2, LiMn2O4.
  3. Литий-никелевые Li(NiCoMn)O2, Li(NiCoAl)O2.
  4. Литий-железо-фосфатные LiFePO4.
  • Литий-кобальтовые акб 18650 получили наибольшее распространение в бытовой электронике из-за невысокой цены. Однако, они ограниченно применимы для вейпа из-за небольшого тока отдачи. Обычно эти элементы маркируются как литий-ионные Li-Ion без конкретизации химического состава катода.
  • Литий-марганцевые элементы уже дают заметно большой ток отдачи, чем литий-кобальтовые, но меньшую ёмкость. Эти элементы уже можно отнести к высокотоковым аккумуляторам 18650 для вейпа или шуруповертов.
  • Литий-никель-марганцевые акб 18650 тоже считаются высокотоковыми. Их ёмкость даже выше, чем у литий-марганцевых.
  • Литий-железо-фосфатные LiFePO4 аккумуляторы имеют меньшую ёмкость, но обладают множеством преимуществ:
    • работа при низких температурах,
    • высокое число циклов заряд-разряд (более 2000)
    • достаточно стабильное напряжение во время разряда.
    • высокая безопасность использования.

Все, указанные выше виды аккумуляторов 18650 для вейпа с разными типам катодов, изготавливаются по литий-ионной технологии.

Аккумулятор 18650 Li-Ion: маркировка

По маркировке аккумулятора 18650 Li-Ion можно определить химический тип катода. Маркировка состоит из трех букв:

  1. Первая буква I означает литий-ионная технология (Li-Ion).
  2. Вторая буква – это тип катода.
  3. Третья буква R показывает, что это перезаряжаемый (Rechargeable) элемент питания.
Расшифровка маркировки аккумуляторов 18650 Li-Ion

ОбозначениеХим. состав катода
IMRоксид марганца LiMnO2, LiMn2O4
ICRоксид кобальта LiCoO2
INRоксид никеля Li(NiCoMn)O2 или Li(NiCoAl)O2
IFRфосфат железа LiFePO4

INR аккумулятор для вейпа Samsung 25R.

Аккумуляторы 18650: расшифровка альтернативной маркировки

Некоторые производители используют другую маркировку аккумуляторов 18650, которая содержит три буквы, непосредственно указывающие на химический состав.

Расшифровка альтернативной маркировки аккумуляторов 18650

ОбозначениеХимический состав
LCOLithium Cobalt Oxyde. Литий, кобальтовый оксид.
NCMNickel Cobalt Manganese. Никель-кобальт-марганцевые оксиды.
NCANickel Cobalt Aluminium. Никель-кобальт-алюминиевые оксиды.
LMOLithium Manganese Oxyde. Литий, марганцевый оксид.
LFPLithium Ferrum Phosphate. Литий, железа фосфат.
NCRNickel Cobalt Rechargeable. Никель-кобальтовый катод.

NCR литий-кобальтовый аккумулятор 18650 – Panasonic NCR18650GA Li-Ion 3500 mAh

Надо учитывать, что на аккумуляторы 18650 для вейпа могут наноситься обе маркировки.

Высокотоковые аккумуляторы 18650 для вейпа

В таких устройствах, как вейп или шуруповерт, требуются аккумуляторы 18650, которые которые могут отдавать большой ток. Такие акб называются высокотоковыми. Однако, надо учитывать, что оптимальные конструкции элементов питания под высокий ток и под максимальную ёмкость отличаются. Поэтому высокотоковые аккумуляторы 18650 имеют меньшую ёмкость, чем максимально возможную для литиевых элементов. Литий-кобальтовые акб 18650 имеют высокую емкость , но не могут отдавать большой ток, поэтому применяются в вейпах и шуруповертах небольшой мощности.

Рекомендуемые высокотоковые акб 18650:

Высокотоковый аккумулятор 18650 для вейпа Robiton LGC3000 20A (LG 18650 HG2).

Аккумуляторы 18650 с защитой и без защиты

Аккумуляторы 18650 для безопасности использования могут выпускаться с платой защиты, установленной в корпус акб. Аккумуляторы без защиты должны эксплуатироваться в устройствах, содержащих защитную плату внутри них.

Аккумулятор 18650 с защитой Robiton 3000 mAh.

LiFePO4 акб 18650 самые безопасные, поэтому они выпускаются без платы защиты.

Аккумулятор 18650 без защиты Robiton SON2100 30А (Sony US18650 VTC4) .

Как выбрать аккумулятор 18650 для вейпа

При выборе аккумулятора 18650 для вейпа следует понимать, что современные технологии пока не позволяют изготавливать акб со всеми максимальными характеристиками по:

  • ёмкости,
  • току отдачи,
  • количеству циклов заряд-разряд,
  • безопасности использования.

Поэтому рекомендуем, прежде всего, обращать внимание на характеристику, наиболее важную для Вас и Вашего устройства. Для электронной сигареты важен отдаваемый ток, обеспечивающий работу конкретного vape-девайса на максимальной мощности, а также безопасность использования. Рекомендуем выбирать для электронной сигареты аккумуляторы 18650 литий-марганцевые IMR или литий-железофосфатные LiFePO4. Они отдают высокий ток и наиболее безопасны в применении.

При выборе аккумулятора 18650 для электронной сигареты, в первую очередь, стоит определиться с типом девайса:

  1. Механический мод (мехмод).
  2. Электронная плата.
  • В мехмодах нет электроники, контролирующей разряд. Значит, легко превысить максимально допустимый ток для данного 18650 аккумулятора, что может привести к его перегреву. Поэтому для мехмода стоит выбирать аккумы с токоотдачей 20 и более Ампер, и, желательно, со встроенной защитой. Однако, литий-марганцевые и литий-железофосфатные акб без защиты также могут применяться в механике.
  • Для электронной платы можно выбирать все батареи для мехмода, а также более высокоёмкие акб, но с меньшим током, до 10 Ампер. Но лучше 15 – 18 Ампер. Наличие защитной платы в аккуме не требуется, так как процессы заряда и разряда контролирует электроника.

Аккумулятор для вейпа 18650: какой лучше?

В зависимости от типа девайса и условий эксплуатации, аккумуляторы для вейпа, условно подразделяются на 4 категории, исходя из отдаваемого рабочего тока. В каждой градации есть свой лучший акб. Ниже представлен топ лучших аккумуляторов для вейпа по категориям.

  • Ток до 10 А. Для работы в вейпе с электронной платой в режиме вариватта (регулируемой мощности) до 30 Ватт.

Аккумулятор для электронной платы LG INR 18650 MH1 3200mAh 10A.

  • Ток до 20 А. Для мехмодов и электронных плат сигареты в режиме мощности до 60 Ватт.

Лучший аккумулятор для вейпа LG HG2 18650 20A (шоколадка).

  • Ток до 30 А. Для мехмодов и мощных плат до 120 Ватт.

Лучший аккумулятор для мехмода 18650 Sony VTC6 30A (зеленый огурец).

  • Ток свыше 30 Ампер. Для самых мощных электронных сигарет и соревнований по вейпингу.

Мощный аккумулятор для вейпа A123 SYSTEMS 55A (желтый банан) обеспечивает ток отдачи 55 Ампер.

Лучшие производители аккумуляторов 18650 для вейпа

Основные четыре производителя 18650 аккумуляторов для электронных сигарет вейпа:

Остальные компании используют промышленные элементы этих производителей, покрывая их оболочкой и нанося свою маркировку.

  • Samsung Electronics – южно-корейская компания, хорошо известная на рынке электроники своими мобильными телефонами и смартфонами, телевизорами, мониторами, ноутбуками. Для электронных сигарет выпускает отличные модели, лушая из них – Samsung 25R.
  • LG Electronics (ранее GoldStar) – также компания из Южной Кореи, по спектру выпускаемой продукции почти совпадает с Самсунг Электроникс. LG Electronics радует вейперов акб 18650 LG HG2, который в вейпинге получил вкусное название “шоколадка”. А также выполненный на его базе Robiton LGC3000 20A.
  • Sony Corporation – японская корпорация электроники и медиа ходинговая компания. Производит отличную серию “зеленых” аккумуляторов для вейпа Sony VTC4, VTC5, VTC6. Рекомендуем для электронных сигарет также акб Robiton SON2100 30А, выполненный на базе VTC4.
  • Pansonic Corporation – японская корпорация, один из крупнейших мировых производителей бытовой техники и электроники. Панасоник выпускает для вейпа акб 18650 под брендом Panasonic и Sanyo. Хорошие модели для вейпа – аккумуляторы Panasonic NCR18650GA и Panasonic UR-18650-NSX. АКБ Панасоник все чаще становится базой промышленных vape аккумуляторов 18650 для других брендов.

Купить аккумулятор 18650 для вейпа и электронной сигареты с доставкой в ваш город Вы можете в интернет-магазине “Вольта”. Магазин предлагает широкий выбор аккумуляторов для электроники, бытовой техники и ИБП газовых котлов. Ассортимент включает в себя модели лучших производителей Delta, GP, Robiton, A123 SYSTEMS, Panasonic, Varta, Ansmann, Fenix, LG, Duracell, Petzl, ZMI, Westinghouse, Fujitsu, Samsung, Sony . Выбрать и купить аккумулятор 18650 для электронной сигареты с необходимой емкостью и током отдачи очень просто, используя фотографии и подробные описания для каждой модели.

© Все права защищены. Компания ВОЛЬТА 2003 — 2020.
Указанная стоимость товаров и условия их приобретения действительны по состоянию на текущую дату. Для уточнения информации о наличии и характеристиках указанных товаров и/или услуг, пожалуйста, обращайтесь к менеджерам интернет-магазина с помощью специальной формы связи или по телефону 8(800)7758003
интернет-магазин цифровой техники ВОЛЬТА

Ссылка на основную публикацию