Akkulader mit 4056H zum Aufladen von Lithium-Ionen-Akkus

Zum Aufladen von Lithium-Ionen-Akkus benötigt man eine Ladeschaltung. Diese soll verhindern, dass zum Beispiel die Ladespannung zu stark ansteigt und dadurch der Akku beschädigt wird. Die Begrenzung der Ladeschlussspannung erfolgt nicht zuletzt auch aus Sicherheitsgründen. Wird diese überschritten, kann der Akku im schlimmsten Fall sogar explodieren. Die hier gezeigte Schaltung basiert auf einem Lade-IC mit dem Aufdruck 4056H. Laut Datenblatt kann ein Ladestrom von bis zu 1,2 Ampere erreicht werden.

Geliefert wurden gleich fünf der Platinen an einem Stück, siehe Abbildung. Die einzelnen Platinen lassen sich aber leicht voneinander trennen. Die Schaltung ist dank SMD-Bauweise sehr kompakt und kann entweder über zwei Anschlusskabel oder die integrierte Mikro-USB-Buchse mit einer Stromversorgung zum Aufladen des Lithium-Ionen-Akkus verbunden werden.

Auf der Platine befinden sich zwei LEDs zur Anzeige des Betriebszustandes (oben auf der rechtenSeite der Platine neben dem Anschluss BAT+). Während des Ladevorgangs leuchtet eine rote LED, beim Erreichen der Ladeschlussspannung von 4,2 Volt wechselt die Anzeige zur blauen LED. Siehe dazu auch die beiden folgenden Abbildungen. Über den Widerstand unten in der Mitte der Abbildung (mit dem Aufdruck 122) lässt sich der maximale Ladestrom einstellen. Hier wurde ein Widerstand mit 1200 Ohm verwendet.

Ich habe zum Testen der Schaltung eine Akkuzelle angeschlossen. Am einfachsten funktioniert das Aufladen mit einem USB-Ladegerät, wie diese ja heute für sehr viele Geräte eingesetzt werden. Das Bild zeigt die Schaltung während des Aufladens.

Nach dem Ladevorgang wechselt die LED-Anzeige zur blauen Leuchtdiode, wie man hier gut sehen kann. Die Schaltung sorgt dafür, dass die Akkuspannung nicht über 4,2 Volt ansteigt. Die Schaltung kann dauerhaft mit dem Akku verbunden bleiben. Einen Schutz vor Tiefentladung des Akkus gibt es aber nicht, die Stromabgabe erfolgt direkt am Akku.

Dies ist eine Ladeelektronik für drei Lithium-Ionen-Akkus, die zur Stromversorgung eines angeschlossenen Gerätes in Reihe geschaltet werden, um eine höhere Ausgangsspannung zu erhalten (hier 3x3,7 Volt). Solche Platinen werden in Akkus für Werkzeuge eingesetzt (erkennbar an der dreieckigen Form und den Anschlussklemmen). Zwar werden die drei Akkus in Reihe geschaltet, dennoch werden auch die Zwischenanschlüsse mit der Ladeelektronik verbunden, damit die Ladeschlussspannung jeder Akkuzelle separat kontrolliert und geregelt werden kann. Eine solche Ladeschaltung wird auch als Balancer (Ausgleichsregler) bezeichnet. Diese Schaltung basiert auf einem Laderegler-IC CM1033.