Современная электроника №3/2026

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 24 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2026 Зарядное устройство для Li-Ion и LiFePO4 аккумуляторов Рис. 1. Блок-схема ЗУ Рис. 2. Принципиальная схема ЗУ В настоящее время литиевые аккумуляторы – это современные, лёгкие и энергоёмкие источники питания с длительным сроком службы, используемые в электронике, электротранспорте и системах хранения энергии. В статье описано простое и надёжное зарядное устройство для таких АКБ на базе модуля ТР4056. Cергей Глибин Литиевые аккумуляторы обеспе- чивают высокую плотность энергии, выдерживают быстрый заряд и обла- дают низким саморазрядом. Наиболее известны два типа: ● Li-Ion (в мягком пластичном корпусе с густым электролитом, их ещё на- зывают LiPol); ● LiFePO4, более безопасные и долго- вечные. Для потребителей их основное отли- чие заключается в номинальных зна- чениях напряжений на клеммах: 3,7 вольта и 3,2 вольта соответственно. Кроме того, у первых типов на конеч- ном этапе заряда CV (Constant Voltage – постоянное напряжение) значение рав- но 4,2 вольта, а у вторых только 3,6. Приведённые цифры обязывают вла- дельцев обоих типов литиевых акку- муляторов либо иметь двойной парк ЗУ, либо приобретать универсальные. Последнее, конечно, предпочтитель- нее. Однако, если ЗУ для аккумулято- ров Li-Ion уже были ранее приобретены или изготовлены самостоятельно, вста- ёт вопрос: а нельзя ли путём неслож- ной доработки приспособить их и для заряда LiFePO4? Инженерное решение отвечает на этот вопрос положительно. Рассмотрим блок-схему такого реше- ния. Она приведена на рис. 1. ЗУ Li-Ion дополнено блоком STU – стабилизато- ром напряжения, поддерживающим на своём выходе стабильное напряжение +0,6 вольта. Очевидно, что на конеч- ном этапе заряда (CV) напряжение на аккумуляторе LiFePO4, подключённом согласно блок-схеме, будет точно рав- но требуемому 3,6 вольта. Встречаются случаи, когда в роли блока STU совету- ют применить мощный кремниевый диод, включённый в прямом направ- лении, или транзистор, у которого вывод базы соединён с выводом кол- лектора. Конечно, при таком решении ни о какой стабильности (в том числе температурной) выходного напряже- ния 3,6 вольта на конечном этапе заря- да говорить не приходится. Её спосо- бен обеспечить только стабилизатор, например, компенсационный парал- лельного типа. В зависимости от требу- емого начального тока заряда на этапе СС (Constant Current – постоянный ток) ЗУ и стабилизатор STU должны этот ток обеспечивать и выдерживать. На рис. 2 представлен практический вариант универсального ЗУ для Li-Ion и LiFePO4 аккумуляторов с применением параллельного стабилизатора. Источни- ком питания может служить любой с напряжением 5 вольт, рассчитанный на соответствующий ток нагрузки. Это может быть, например, порт USB ком- пьютера. В качестве блока ЗУ Li-Ion при- менён модуль ТР4056, широко использу- емый для заряда Li-Ion аккумуляторов. Он обеспечивает максимальный ток заряда до одного ампера. На микросхе- мах DA1, DA2 и транзисторе VT1 собран компенсационный стабилизатор напря- жения параллельного типа. DA1 LM285 – прецизионный источник опорного напряжения (ИОН), операционный уси- литель (ОУ) DA2 LMC7101 – узел срав- нения, а на полевом МДП-транзисторе VT1 собран регулирующий элемент. Опорное напряжение 0,6 вольта сня- то с движка подстроечного многообо- ротного резистора R2, подключённого к выводам DA1. Применение прецизи- онного ИОНа и ОУ обеспечивает на сто- ке транзистора VT1 высокую стабиль- ность напряжения, заданного опорным на инверсном входе ОУ, и введением глубокой отрицательной обратной свя- зи (ООС), поданной со стока транзисто- ра на прямой вход ОУ. ОУ LMC7101 класса Rail-to-Rail име- ет частоту единичного усиления 1 МГц и АЧХ обычного вида со спадом 6 дБ/октава. Выход ОУ разгружен от входной ёмкости Свх транзистора VT1 резистором R4, но при этом на АЧХ уси- лителя в составе DA2 и VT1 появляется второй полюс с частотой среза 1/R4Cвх (примерно 125 кГц). Из теории усили- телей, охваченных общей ООС, следу- ет, что появление такого полюса неиз- бежно приводит к самовозбуждению. Оно и наблюдалось на частоте около 300 кГц. Для его устранения установ- лена рекомендуемая в таких случаях цепочка опережения по фазе – R3C1. Она обеспечила достаточный запас по устойчивости. Самовозбуждение с цепочкой не наблюдалось даже при уменьшении ёмкости С1 до 10 пФ.