Модуль контроллера заряда TP4056 + защита для аккумуляторов или Вторая жизнь миксера из Икеи
Речь пойдет про очень удобную плату с контроллером заряда на основе TP4056. На плате дополнительно установлена защита для аккумуляторов li-ion 3.7V.Подходят для переделок игрушек и бытовой техники с батареек на аккумуляторы.
Это дешевый и эффективный молуль (зарядный ток до 1А).
Хоть про модули на чипе TP4056 написано уже много, добавлю немного от себя.
Совсем недавно узнал про платы зарядки на TP4056, которые стоят чуть дороже, по размерам чуть больше, но дополнительно имеют в своем составе BMS модуль (Battery Monitoring System) для контроля и защиты аккумулятора от переразряда и перезаряда на основе S-8205A и DW01, которые отключают батарею при превышении напряжения на ней.
Платы предназначены для работы с элементами 18650 (в основном из-за зарядного тока 1А), но при некоторой переделке (перепайка резистора — уменьшение зарядного тока) подойдут для любые аккумуляторов на 3.7В.
Размеры примерно 27 на 17 мм, толщина небольшая, самое «толстое» место — это MicroUSB коннектор
Specifications:
Type: Charger module
Input Voltage: 5V Recommended
Charge Cut-off Voltage: 4.2V (±)1%
Maximum Charging Current: 1000mA
Battery Over-discharge Protection Voltage: 2.5V
Battery Over-current Protection Current: 3A
Status LED: Red: Charging; Green: Complete Charging
Package Weight: 9g
По ссылке в заголовке продается лот из пяти штук, то есть цена одной платы около $0.6. Это чуть дороже, чем одна плата зарядки на TP4056, но без защиты — эти продаются пачками за полтора доллара. Но для нормальной работы нужно покупать отдельно BMS. 
Коротко о подстройке зарядного тока для TP4056
Модуль контроллера заряда TP4056 + защита для аккумуляторов S-8205A/B Series BATTERY PROTECTION ICМаксимальный зарядный ток: 1 А
Максимальный постоянный ток разряда: 1 А (пик 1.5А)
Ограничение напряжения зарядки: 4.275 В ±0. 025 В
Ограничение (отсечка) разрядки: 2.75 В ±0. 1 В
Защита аккумулятора, чип: DW01.
B+ соединяется с положительным контактом аккумулятора
B- соединяется с отрицательным контактом аккумулятора
P- подключается к отрицательному контакту точки подключения нагрузки и зарядки.
На плате присутствует R3 (маркировка 122 — 1.2кОм), для выбора нужного тока зарядки элемента выбираем резистор согласно таблице и перепаиваем.
На всякий случай типовое включение TP4056 из спецификации.
Лот модулей TP4056+BMS берется уже не первый раз, уж оказался очень удобен для беспроблемных переделок бытовой техники и игрушек на аккумуляторы.
Размеры модулей небольшие, По ширине как раз меньше двух АА батареек, плоские — замечательно подходят с установкой старых аккумуляторов от сотовых телефонов.
Для зарядки используется стандартный источник на 5В от USB, вход — MicroUSB. Если платы используются каскадом — можно припаять к первой в параллель, на фото видно контакты минуса и плюса по сторонам от MicroUSB разъема.
С обратной стороны ничего нет — это может помочь при креплении на клей или скотч.
Используются разъемы MicroUSB для питания. У старых плат на TP4056 встречался MiniUSB.
Можно спаять платы вместе по входу и только одну подключать к USB — таким образом можно заряжать 18650 каскадами, например, для шуруповертов.
Выходы — крайние контактные площадки для подключения нагрузки (OUT +/–), в середине BAT +/– для подключения ячейки аккумулятора.
Плата небольшая и удобная. В отличие от просто модулей на TP4056 — здесь присутствует защита ячейки аккумуляторов.
Для соединения каскадом нужно соединить выходы под нагрузку (OUT +/–) последовательно, а входы по питанию параллельно.
Модуль идеально подходит для установки в различные бытовые приборы и игрушки, которые предусматривают питание от 2-3-4-5 элементов АА или ААА. Это во-первых, приносит некоторую экономию, особенно при частой замене батареек (в игрушках), а, во-вторых, удобство и универсальность. Использовать для питания можно элементы, взятые из старых аккумуляторов от ноутбуков, сотовых телефонов, одноразовых электронных сигарет и так далее. В случае, если есть три элемента, четыре, шесть и так далее, нужно использовать StepUp модуль для повышения напряжения от 3.7V до 4.5V/6.0V и т.д. В зависимости от нагрузки, конечно. Также удобен вариант на двух ячейках аккумуляторов (2S, две платы последовательно, 7.4V) со StepDown платой. Как правило, StepDown имеют регулировку, и можно подстроить любое напряжение в пределах напряжения питания. Это лишний объем для размещения вместо батареек АА/ААА, но тогда можно не переживать за электронику игрушки.
Конкретно, одна из плат была предназначена для старого икеевского миксера. Уж очень часто приходилось заменять батарейки в нем, а на аккумуляторах он работал плохо (в NiMH 1.2В вместо 1.5В). Моторчику все равно, будет ли его питать 3В или 3.7В, так что я обошелся без StepDown. Даже слегка бодрее крутить стал.
Аккумулятор 08570 от электронной сигареты практически идеальный вариант для любых переделок (емкость около 280мАч, а цена — бесплатно).
Но в данном случае несколько длинноват. Длина АА батарейки 50 мм, а этого аккумулятора 57 мм, не влез. Можно, конечно, сделать «надстройку», например, из пластика полиморфа, но…
В итоге взял мелкий модельный аккумулятор с такой же емкостью. Очень желательно снизить ток зарядки (до 250…300 мА) увеличением резистора R3 на плате. Можно штатный нагреть, отогнуть один конец, и припаять любой имеющийся на 2-3 кОм.
Слева привел картинку по старому модулю. На новом модуле размещение компонентов другое, но все те же самые элементы присутствуют.
Подключаем аккумулятор (Припаиваем) в клеммам в середине BAT +/–, отпаиваем контакты моторчика от пластин-контактор для АА батареек (их вообще убираем), припаиваем нагрузку-моторчик к выходу платы (OUT +/–).
Я сделал новую крышку — старую совсем выкинул. В новой продуманы пазы для размещения платы и отверстие под MicroUSB.
Гифка работы миксера от аккумулятора — крутит бодро. Емкости 280мАч хватает на несколько минут работы, заряжать приходится в 3-6 дней, смотря как часто использовать (я пользуюсь редко, можно и за один раз посадить, если увлечься.). Из-за снижения тока зарядки заряжает долго, чуть меньше часа. Зато любой зарядкой от смартфона.
Если использовать StepDown контроллер для р/у машинок, то лучше взять два 18650 и две платы и соединить их последовательно (а входы для заряжания — параллельно), как на картинке. Где общий OUT ставится любой понижающий модуль и регулируется до нужного напряжения (например, 4.5V/6.0V) В этом случае машинка не будет медленно ездить, когда «сядут» батарейки. В случае разряда модуль просто резко отключится.
Модуль на TP4056 со встроенной защитой BMS – очень практичный и универсальный.
Если соединяете каскадом — учитывайте суммарный ток при зарядке, например, 4 каскада для питания аккумуляторов шуруповерта «попросят» 4А на зарядку, а это з/у от сотового телефона не выдержит.
Модуль удобен для переделки игрушек — машинок на радиоуправлении, роботов, различных светильников, пультов… — всех возможных игрушек и техники, где приходится часто менять батарейки.
Сейчас комплект из пяти модулей на TP4056 со встроенной защитой BMS можно приобрести за $2.99 с купоном MICR.
Спецификация контроллера заряда TP4056.
Спецификация на защиту для аккумуляторов S-8205A/B Series BATTERY PROTECTION IC
Update: если минус сквозной, то с запаралелливанием сложнее все.
См комментарии.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
mysku.ru
Умный контроллер заряда литиевых аккумуляторов
Для долгой и счастливой жизни литиевого аккумулятора очень важно правильно его заряжать. Не менее важно контролировать так же и разряд. На наше спасение, уже давно придумали контроллер заряда литиевых аккумуляторов в виде готового модуля. Но можно ли ему доверять, сейчас мы это и проверим.
Как заряжать литиевые аккумуляторы
Вся фишка зарядки литиевых аккумуляторов кроется в том, что ни ток заряда ни напряжение не должен быть постоянными. Процесс заряда должен проходить по определенным фазам:
- При полной разрядке аккумулятора (около 3 вольт) ток заряда должен быть максимальным. Обычно он не должен превышать значения емкости аккумулятора (С).
- По мере накопления заряда аккумулятором, т.е. увеличения напряжения на клеммах аккумулятора, ток заряда должен уменьшаться.
- При достижении 90% от полного заряда, ток заряда должен снизиться до уровня порядка 0,1С. Как только напряжение на аккумуляторе достигнет 4.1-4.15 вольта, процесс заряда должен прекратиться.
Соблюдение этих правил заряда литиевого аккумулятора обеспечит ему продолжительный срок службы. Разрядка литиевого аккумулятора ниже 3 вольт, а так же его регулярная перезарядка даже на 0.1 вольта значительно сокращает емкость аккумулятора.
Готовые микросхемы
Сегодня существуют микросхемы, представляющие из себя готовый контроллер заряда li ion аккумуляторов. Одной из таких микросхем является TP4056 (скачать даташит). Схема контроллера заряда литиевых аккумуляторов на TP4056 выглядит следующим образом:
Однако, если вам вздумалось ее реализовать, то спешу вас огорчить. Потраченные усилия, время и деньги во много много раз превысят покупку готового модуля, построенного по точно такой же схеме.
Модуль контроля заряда Li-ion аккумулятора
Специально для этой статьи я сотворил ролик, в котором показал, как пользоваться подобными модулями, а так же как собрать мощное зарядное устройство на этих модулях.
Это мой первый «шедевр» для Ютуба, поэтому буду очень рад просмотру. А еще больше буду рад любому Вашему фидбэку 🙂
Если Вы посмотрели ролик, то уже знаете, что готовый модуль контроля заряда литиевого аккумулятора можно прикупить всего за 30 центов.А так же то, что такие модули существуют как с контролем разряда аккумулятора так и без него.
Картинка демонстрирует все четыре варианта подобных модулей. Два левых модуля полностью аналогичны двум правым модулям, разница заключается только в установленном разъеме. А вот между собой, два левых модуля, как и два правых отличаются возможностью контроля разряда аккумулятора.
Если на модуле помимо контактов для аккумулятора В+ и В- также присутствуют контакты OUT+и OUT- то это значит, что модуль умеет контролировать разряд аккумулятора, а подключение нагрузки к аккумулятору происходит через модуль.
Контроллер заряда — максимальный ток
В исходном состоянии модуль может выдать максимальный ток заряда до 1 Ампера. Если нужно больше, то смотрите видосик (чуть выше).
Если же емкость аккумулятора меньше 1000мА*ч, то максимальный ток заряда лучше снизить до значения, равного емкости аккумулятора или еще ниже. Для этого стоит заменить резистор RPROG на подходящий номинал.
А теперь самое интересное — будем мерить
Мерить мы будем следующее:
- Процесс зарядки — посмотрим, как меняется ток заряда от напряжения на аккумуляторе.
- Разрядку, а точнее умение модуля продолжительно отдавать ток в нагрузку, а так же умение отрубать аккумулятор по достижении порога разряда.
Для этих целей нам понадобится вольтметр и амперметр. Но я рожа ленивая, да и мерить вручную в наш век — мартышкин труд. Поэтому на помощь был позван микроконтроллер PIC18F4550. Он умеет общаться с компом по USB и обладает 10-битным АЦП на борту.
Амперметр и вольтметр далее изображены условно. И вольтметр и амперметр реализованы на дифференциальных усилителях. Для измерения тока использован низкоомный резистор, разность напряжений с выводов которого и снимается дифференциальным усилителем. Такому методу измерения тока недавно была посвящена отдельная статья.
С выходов диф. усилителей сигнал поступает на АЦП микроконтроллера. Шаг АЦП по напряжению составляет около 5 мВ, чего для таких измерений более чем достаточно. Но для большей точности было дополнительно реализовано усреднение данных приходящих за каждые 10 секунд ( каждые 200 приходящих значений).
Все пытки проводились с участием аккумулятора Sony VTC6 типоразмера 18650. Этот аккумулятор обладает емкостью 3000 мА*ч. Максимальный выходной ток аккумулятора может достигать 30 А.
Измерения заряда аккумулятора
Для изучения процесса заряда аккумулятора была реализована следующая измерительная схема:
Полученный с ее помощью график, представлен на следующей картинке. Для удобства синим обозначена зависимость тока, а красным — зависимость напряжения от времени. При этом время указанно в секундах.
6000 секунд соответствуют 100 минутам или же в более привычном виде это 1 час 40 минут. Соответственно полная зарядка аккумулятора заняла около 6 часов. При емкости аккумулятора в 3000 мАч, средний ток заряда можно считать равным 500мА.
На графике отлично видны все три описанные выше фазы зарядки. Схемка отрабатывает все как и положено. Между разными экземплярами модулей присутствует небольшой разброс конечного напряжения, но он не критичен.
Стоит отметить, что любое измерение физической величины это лишь попытка приближения к истинному значению. Не стоит обращать внимание на мелкие зубчики, их природа может быть вызвана как неравномерностью АЦП так и нелинейностью модуля.
В любом случае получившаяся зависимость отлично удовлетворяет всем правилам заряда аккумулятора.
Умный модуль бережет аккумулятор
Я не зря назвал этот модуль умным. Если внимательно присмотреться к моменту подачи питания на модуль, то можно увидеть небольшую ступеньку на зависимости тока. Вот так она выглядит крупным планом:
Речь идет о ступеньке между 500 и 600 секундами на уровне 100 мА.
Модуль бережно относится к аккумулятору. Сначала он доводит напряжение на аккумуляторе примерное до 3 вольт током в 100 мА. А уже затем начинает кочегарить через аккумулятор 1 ампер. Ну или ток, который был установлен резистором RPROG.
Контроль разряда аккумулятора
Для изучения выходных характеристик модуля схема была несколько изменена. В качестве нагрузки был установлен переменный резистор, включенный последовательно с амперметром к выходным контактам модуля.
Сопротивление нагрузочного резистора было установлено так, что начальный ток разряда составлял около 1.15 А. Т.к. нагрузка была постоянной, соответственно ток в выходной цепи падал с падением напряжения на аккумуляторе.
Как видно из графика, модуль благополучно отрубил нагрузку от аккумулятора в районе 5000 сек. А это значит, что модуль отдавал ток порядка 1 ампера в течении полутора часов и не загнулся. Отличный результат)
Рост напряжения на аккумуляторе, после отключения нагрузки, вызван химическим восстановлением аккумулятора после столь длительной отдачи приличного тока.
Включение модуля произойдет, при подключении зарядного устройства, как только напряжение на аккумуляторе достигнет уровня в 2.9 — 3 вольта.
Нагрев
В процессе зарядки, когда ток составляет 1 ампер, модуль прилично греется. Стоит учитывать этот факт при использовании модуля в закрытом устройстве. Так, на открытом воздухе температура модуля достигала значений более 70 градусов (по термопаре).
В случае установки модуля в закрытый корпус желательно снизить максимальный ток заряда до 500-700 мА. Но на терма-клей все же не стоит крепить.
У самого же модуля предусмотрена защита от перегрева. Так при перегреве модуль начинает ограничивать выходной ток. Так что от перегрева он скорее всего не сдохнет — но не факт)
Где взять?
Я не могу ручаться за все подобные модули, ибо их производством не брезгует каждый уважающий себя житель поднебесной. Показанные модули заказывались уже не первый раз у конкретного продавца.
Покупать такие модули поштучно не выгодно — продавцы начинают накручивать стоимость доставки. Удобнее закупать сразу по 5 или 10 штук даже если требуется 1-2. Очень удобно, когда где-то в шкафу лежит кучка таких модулей и при необходимости можно быстро сообразить из них зарядку. Вот ссылки на разные лоты проверенного магазина:
1.65$ за 5 штук, и тем более 2.75$ за 10 штук — это копейки. Во многих магазинах радиодеталей с вас попросят аналогичную сумму за каждый такой модуль.
Да, ссылки реферальные, но покупая по ним Вы абсолютно ничего не теряете. Зато этим Вы говорите мне спасибо за проделанную работу и помогаете копеечкой моему проекту. Так что спасибо и Вам.
Заключение
Честно говоря я и сам не ожидал таких результатов, но модули зарядки литиевых аккумуляторов отлично себя показали. И я однозначно рекомендую к покупке такой контроллер заряда. На таких модулях можно мастерить много интересных штук. В скором времени я покажу как с их помощью соорудить блок бесперебойного питания для камер Canon.
audiogeek.ru
Маленькая плата защиты для сборки 2S литиевых аккумуляторов
Попались под руку небольшие платки защиты для сборки из двух литиевых аккумуляторов, потому решил набросать небольшой обзорчик, ну или большой фотохваст, кому как удобно 🙂Вынужден сразу оговориться, применения не будет, так как покупал их просто в довесок к заказу, чтобы сработал купон на скидку, да и просто на всякий случай, вдруг пригодятся. Хотя в конце покажу один из вариантов, где их можно применить.
Заказал довольно давно, у продавца в продаже их уже нет, стоили около 85 центов за штучку, нашел ближайший похожий лот, на него и ведет ссылка.
Платки в аккуратных пакетиках, присутствует номер артикула, кроме того есть подозрение, что «ноги растут» из магазина Банггуд.
Внешне выглядят очень аккуратно, все контакты подписаны.
Размеры платы довольно компактные, даже при том, что часть платы просто пустая.
Длина 35мм, ширина 6.2мм.
Сверху расположился контроллер, его «обвязка», и также транзисторная сборка.
Снизу маркировка — ZYT240 2S 3565. 
Ничего по этой маркировке я не нашел, нашел только по номеру артикула. Изначально нашел больше параметров, но так и не смог опять найти место, где нашел.
напряжение: 7.2 В/8.6 В
рабочий Ток: 3А (4-8A пик)
цвет: Зеленый
вес: 2 г
размер 35 х 6 мм
Взвешивать плату не буду, цвет и так видно, размеры указал выше, потому проверять будем все остальное 🙂
Но для начала о самой плате.
Как я писал выше, на плате установлен контроллер и полевой транзистор.
1. Контроллер, предположительно является аналогом S-8252, ссылка на даташит.
2. Сборка из двух N-канальных полевых транзисторов. Заявленный максимальный длительный ток при температуре 70 градусов — 5 Ампер, ссылка на даташит.
Схема включения контроллера выглядит почти также как и у его одноканального варианта, только добавился еще один вывод — контроля второго аккумулятора. Кстати, в одноканальных вариантах иногда есть версии с терморезистором контроля перегрева, здесь такого варианта нет, так как выводы у микросхемы использованы все.
Краткое описание назначения элементов, установленных на плате.
1. Сборка полевых транзисторов. Собственно подключают и отключают нагрузку или зарядное от батареи.
2. Защитный резистор. Защищает контроллер от выхода из строя в режиме заряда. Токового шунта на плате нет, в этом качестве используется измерение падения на сборке транзисторов.
3. Контроллер, измеряет напряжение на аккумуляторах, управляет полевыми транзисторами.
4,5. Защитные цепи измерительной цепи верхней и нижней батареи сборки. Конденсатор защищает от всплесков напряжения.
Около резистора R3 видно место под конденсатор С3. Если на это место установить конденсатор небольшой емкости (подобрать экспериментально), то микросхема будет меньше «видеть» всплески тока нагрузки, иногда бывает полезно с нагрузками, которые имеют небольшой статический ток и большой динамический.
Небольшое, но интересное наблюдение, плата в длину равна ширине сборки из двух аккумуляторов размера 18ххх.
Плату я подключал следующим образом (на всякий случай).
Сначала подготавливаем короткие провода, сечение 0.5-0.75мм, паяем к площадкам платы, так надежнее, чем если бы сначала паять к аккумуляторам, а затем к плате, меньше шанс случайно закоротить выводы батареи.
Припаиваем крайние выводы сборки.
Припаиваем средний вывод. Здесь сечение провода значения не имеет, по нему не идет большой ток.
Альтернативный вариант установки платы, в таком варианте можно все аккуратно подключить, а затем изолировать термоусадкой. Получится весьма удобная батарея.
Иногда при подключении аккумуляторов к плате, она включается в заблокированном режиме, т.е. напряжения на выходе нет. Это нормально, надо просто подключить сборку к зарядному устройству и потом напряжение появится.
В моем случае плата стартовала сама.
Дальше переходим к тестам.
Подключаю батарею к тестеру аккумуляторов, в данном случае он выступает в роли тестера платы 🙂
Дальше я запустил программу ступенчатого увеличения тока от 0.2 Ампера до 5. при значении тока в 3.6 Ампера защита отключила нагрузку.
После этого я перешел к тестированию нижнего порога отключения. но сначала протестировал, сколько теряется на плате при различном токе.
1. 0.75 Ампера
2. 1.5 Ампера
3. 2.25 Ампера
4. 3 Ампера.
5. 3 Ампера, через пол минуты напряжение немного подросло.
6. 3 Ампера, примерно через 3-4 минуты, рост напряжения прекратился.
Рост напряжения от прогрева это нормальное явление, как минимум медь, из которой сделаны дорожки печатной платы, имеет положительный ТКС, т.е. сопротивление увеличивается с ростом температуры. Но большую роль играет то, что у полевого транзистора также положительный ТКС, сопротивление открытого канала увеличивается при прогреве.
Через еще некоторое время я измерил температуру платы при токе 3 Ампера, самый горячий элемент — транзисторная сборка, почти 70 градусов. 70 градусов это не очень много, но при упаковке платы в аккумуляторную сборку охлаждение ухудшится и температура вырастет, потому я бы не советовал длительно использовать плату в таком варианте при больших токах.
Суммарное напряжение батареи при отключении составило около 5.35 Вольта.
Но так как плата следит за напряжением отдельных аккумуляторов, то я сначала нашел аккумулятор с более низким напряжением и потом измерял напряжение на нем.
Плата отключила нагрузку по падению напряжения ниже 2.41 Вольта, на втором аккумуляторе в это время напряжение было заметно выше.
Это собственно тот важный момент защиты, плата следит за каждым аккумуляторов отдельно.
После этого я повторил операцию, но уже при заряде.
Отключение произошло при напряжении сборки в 7.49 Вольта (примерно).
Но на самом деле отключение произошло из-за «перекоса» батареи из-за того, что установлены аккумуляторы имеющие заметно разную емкость (так вот сложилось).
Собственно потому я не советую использовать аккумуляторы разной емкости при последовательном соединении, как бы вам не хотелось это сделать. Обычно так делают когда хотят использовать старые аккумуляторы от ноутбуков.
На самом деле отключение произошло по превышению напряжения на одном из аккумуляторов.
Напряжение аварийного отключения составило 4.28 Вольта, многовато, лучше было бы 4.25, но возможно сказалось то, что скорость роста напряжения была довольно большой.
После аварийного отключения я еще раз запустил заряд, плата корректно отключила батарею, а на входе при этом было около 12 Вольт.
Если немного «отбалансировать» батарею, то заряд идет вполне корректно, 8.4 Вольта на батарее и она продолжает заряжаться.
В интернете бродит довольно распространенное заблуждение, что вышеуказанная плата (и похожие) отвечают за заряд аккумулятора.
Почти все такие и похожие платы отвечают только за три вещи:
1. Контроль переразряда батареи
2. Контроль перезаряда батареи
3. Защита от превышения тока нагрузки.
Иногда плата может контролировать температуру батареи.
Все! Плата не умеет заряжать аккумуляторы. Причем это же касается и больших плат для установки в электроинструмент и радиоуправляемые игрушки. Платы со встроенным зарядным существуют, но встречаются так редко, что можно сказать — их нет.
Также нельзя использовать функцию аварийного отключения по переразряду как функцию заряда, это аварийная защита!
Как я обещал в самом начале, покажу куда можно применить подобную плату.
Например я пару лет назад переделывал аккумуляторы радиостанций, менял никелевые аккумуляторы на литиевые. Тогда я использовал аккумуляторы с защитой, с этой платой защита не нужна.
Кстати, тогда же я делал и активный балансир и зарядное на одной плате.
На этом вроде все. Могу сказать, что плата годная, полностью работоспособна и за небольшие деньги может спасти вашу батарею 🙂
mysku.ru
Модуль контроля заряда 4S литий
ОПИСАНИЕ
Модуль зарядки и защиты: 4S LI-ION или LiFePo4 элементов
Обнаружение перегрузки по напряжению на элементе, обнаружение: 4.25 ±0. 025 В
Возобновление зарядки, при снижении напряжения на элементе до: 4.15 ±0. 05 В
Ограничение напряжения разрядки на элементе: 2.50 ±0. 08 В
Возобновление разрядки, при повышении напряжения на элементе до: 3.00 ±0. 1 В
Перегрузки по току: 20-30A
Рабочий ток: 15А (при естественном охлаждение 10A, с радиатором — максимальный долговременный ток 15А, максимальный мгновенный ток 30А)
Возможно использование как с функцией автоматической активации (восстановления), так и без нее (для использования автоматического восстановления — необходимо установить перемычку — сопротивление 1206 0 Ом)
Чип контроллера заряда-разряда: Seiko S-8254АA, ключ — 4шт D403
Защитные функции:
Защита от короткого замыкания
Защита от перезарядки
Защита от переразряда
Защита от перегрузки по току
Рабочая температура: -40°С + 85°С
Размер: 50*22*4 мм, цвет платы: красный, синий, зеленый или черный.
1×4 S 15а LI-ION зарядное устройство защиты для сборок из 4 элементов (литий-ионных, литий-полимерных) с номинальным напряжением 14.4 В, 14.8 В или 16.8 В.
Может быть переделано для работы с 3 элементами 18650, суть переделки ясна из приведенной страницы описания контроллера заряда-разряда S-8254АA (убираются 2 элемента от вывода 12 ИМС, добавляется перемычка)
Плюс модуля – нет блокировки защиты. Т.е. при срабатывании защиты ее не нужно активировать подачей напряжения на выходные контакты, как на многих других модулях.
Схема не нуждается в автоматической активации после перегрузки, благодаря конденсатору 0,1мкФ на ноге 5 ИМС, но может быть дополнена схемой управления активацией, шунтирующей этот конденсатор в цепи управления на ноге 5 ИМС, смотреть последние фото.
Цвет печатной платы — красный, темносиний (в зависимости от партии)
Примечание: На задней части модуля можно прикрепить радиатор для более эффективного отвода тепла.
Вариант применения модуля — переделка шуруповёрта с NiCd на Li-Ion / Li-Pol.
Для начала необходимо знать – в бюджетных шуруповёртах стоит лишь плата защиты от перезаряда / переразряда / КЗ / высокого нагрузочного тока . Иначе говоря — аналог обозреваемой платы. Никакой балансировки там нет. Более того, даже в некоторых брендовых электроинструментах нет балансировки. Это же относится ко всем инструментам, где есть гордые надписи «Зарядка за 30 минут». Да, они заряжаются за полчаса, но отключение происходит тогда, как только напряжение на одной из банок достигнет номинала или сработает плата защиты. Не трудно догадаться, что банки будут заряжены не полностью, но разница всего 5 — 10%, по-этому не столь важно. Главное запомнить, заряд с балансировкой идет, как минимум, несколько часов. Поэтому сами выбираете какой модуль ставить: рассматриваемую плату или вариант с балансировкой.
Итак, самый распространённый вариант выглядит так:
Сетевое ЗУ со стабилизированным выходом 12,6V и ограничением тока (1 — 2А) + плата защиты (обозреваемая) + 4 последовательно соединенных аккумулятора.
В итоге: дешево, быстро, приемлемо, надежно. Балансировка гуляет в зависимости от состояния банок (емкость и внутреннее сопротивление). Вполне рабочий вариант, но через некоторое время разбалансировка даст о себе знать по времени работы.
Наиболее правильный вариант:
Сетевое ЗУ со стабилизированным выходом 12,6V, ограничением тока (1 — 2А) + плата защиты с балансировкой + 4 последовательно соединенных аккумулятора.
В итоге: дорого, медленно, качественно, надежно. Балансировка в норме, емкость батареи максимальная.
Если выбран второй вариант, то можно сделать несколькими способами:
1) Li-Ion / Li-Pol аккумуляторы, плата защиты и специализированное зарядно — балансировочное устройство типа iCharger, iMax. Дополнительно придется вывести балансировочный разъем. Минусов всего два – модельные зарядники недешевые, да и обслуживать не очень удобно. Плюсы – высокий ток заряда, высокий ток балансировки банок.
2) Li-Ion / Li-Pol аккумуляторы, плата защиты с балансировкой, DC преобразователь с токоограничением, БП
3) Li-Ion / Li-Pol аккумуляторы, плата защиты без балансировки ( обозреваемая в описании ), DC преобразователь с токоограничением, БП. Из минусов только то, что со временем появится разбалансировка банок. Для минимизации разбалансировки, перед переделкой шуруповёрта необходимо подогнать напряжение к одному уровню и желательно брать банки из одной партии.
Первый вариант подходит только тем, кто имеет модельное ЗУ. Второй и третий варианты практически одинаковы. Необходимо лишь выбрать, что важнее – скорость или емкость. Если использовать предлагаемый модуль с третьим вариантом, то раз в несколько месяцев нужно балансировать банки. Для этого необходимо подпаять балансировочный разъем. Это нужно для контроля напряжения на банках, т.е. для оценки разбалансировки. Точнее говоря нужно будет раз в несколько месяцев дозаряжать батарею побаночно простым зарядным модулем, например TP4056, если началась разбалансировка. Для этого берем модуль TP4056 и заряжаем поочереди все банки, которые по окончании заряда должны иметь напряжение не ниже 4,18V. Данный модуль корректно отключает заряд на фиксированном напряжении 4,2V. Процедура займет час — полтора, зато банки будут отбалансированы.
Для тех, кто не сильно проникся написанным привожу пример:
Через пару месяцев пользования переделанного шуруповерта, по окончании очередной зарядки достаем балансировочный отвод и измеряем напряжение на банках. Если получается что-то вроде этого – 4,20V / 4,18V / 4,19V, то балансировка, в принципе не нужна. Но если картина следующая – 4,20V / 4,06V / 4,14V, то берем модуль TP4056 и дозаряжаем поочереди две банки до 4,2V. Других вариантов, кроме специализированных зарядников — балансиров нет.
Вот основные модели высокотоковых 18650 Li-Ion аккумуляторов, которые рекомендуются для переделок шуруповёртов:
— Sanyo UR18650W2 1500mah (20А макс.)
— Sanyo UR18650RX 2000mah (20А макс.)
— Sanyo UR18650NSX 2500mah (20А макс.)
— Samsung INR18650-15L 1500mah (18А макс.)
— Samsung INR18650-20R 2000mah (22А макс.)
— Samsung INR18650-25R 2500mah (20А макс.)
— Samsung INR18650-30Q 3000mah (15А макс.)
— LG INR18650HB6 1500mah (30А макс.)
— LG INR18650HD2 2000mah (25А макс.)
— LG INR18650HD2C 2100mah (20А макс.)
— LG INR18650HE2 2500mah (20А макс.)
— LG INR18650HE4 2500mah (20А макс.)
— LG INR18650HG2 3000mah (20А макс.)
— SONY US18650VTC3 1600mah (30А макс.)
— SONY US18650VTC4 2100mah (30А макс.)
— SONY US18650VTC5 2600mah (30А макс.)
Как всё соединить видно из последней фотки.В зависимости от модели шуруповёрта необходимо только добавить четвёртый аккумулятор.
Несколько слов о соединении. Использовать медные многожильные провода приличного сечения. Это качественные акустические или обычные ШВВП / ПВС сечением 0,5 или 0,75 мм2 . Длина соединительных проводников должна быть минимальной. Аккумуляторы, желательно из одной партии. Перед соединением обязательно зарядить их до одного напряжения, чтобы как можно дольше небыло разбалансировки. Пайка аккумуляторов не представляет ничего сложного. Главное иметь мощный паяльник (60 — 80 Вт) и активный флюс типа ТТ или паяльная кислота. Паяется на ура. Главное, потом протереть место пайки спиртом или ацетоном. Сами аккумуляторы размещаются в батарейном отсеке от старых NiCd банок. Располагать лучше треугольником или квадратом- минус к плюсу. Так, соединяющие аккумуляторы провода получатся короткими, следовательно, падение напряжения в них под нагрузкой будет минимальным. Использовать типовые холдеры (готовые отсеки) на 3-4 аккумулятора не рекомендуется- не для таких токов они предназначены. Побаночные и балансировочные проводники не так важны и могут быть меньшего сечения. В идеале аккумуляторы и плату защиты лучше поместить в батарейный отсек, а понижающий DC преобразователь отдельно в док станцию. Светодиодные индикаторы заряд / разряд в док станции можно заменить миниатюрным вольтметром и вывести на корпус.
Итог:
О преимуществах литиевых источников питания (Li-Ion / Li-Pol) над никелевыми (NiCd):
+ высокая плотность энергии. У типичной никелевой батареи 12S 14,4V 1300mah запасенная энергия 14,4 * 1,3 = 18,72Wh, а у литиевой батареи 4S 18650 14,4V 3000mah — 14,4 * 3 = 43,2Wh
+ отсутствие эффекта памяти, т.е. можно заряжать их в любой момент, не дожидаясь полного разряда
+ меньшие габариты и вес при одинаковых параметрах с NiCd
+ быстрое время заряда (не боятся больших токов заряда) и понятная индикация
+ низкий саморазряд
Из минусов Li-Ion можно отметить только:
— низкая морозостойкость аккумуляторов (боятся отрицательных температур)
— требуется балансировка банок при заряде и наличие защиты от переразряда
paika-instrument.ru
Контроллер заряда лития 1А
И снова устройство для самоделкиных.Модуль позволяет заряжать Li-Ion аккумуляторы (как защищённые так и незащищённые) от порта USB посредством кабеля miniUSB.
Печатная плата — двусторонний стеклотекстолит с металлизацией, монтаж аккуратный.
Собрана зарядка на базе специализированного контроллера заряда TP4056.
Реальная схема.
Со стороны аккумулятора, устройство ничего не потребляет и его можно оставлять постоянно подключенным к аккумулятору. Защита от КЗ на выходе — есть (с ограничением тока 110мА). Защита от переполюсовки аккумулятора отсутствует.
Питание miniUSB продублировано пятаками на плате.
Работает устройство так:
При подключении питания без аккумулятора, загорается красный светодиод, а синий периодически помаргивает.
При подключении разряженного аккумулятора, красный светодиод гаснет и загорается синий — начинается процесс заряда. Пока напряжение на аккумуляторе меньше 2,9V, ток заряда ограничен величиной 90-100мА. С повышением напряжения выше 2.9V, ток заряда резко возрастает до 800мА с дальнейшим плавным повышением до номинала 1000мА.
При достижении напряжения 4,1V, ток заряда начинает плавно снижаться, в дальнейшем происходит стабилизация напряжения на уровне 4,2V и после уменьшения зарядного тока до 105мА светодиоды начинают периодически переключаться, показывая окончание заряда, при этом заряд всё равно продолжается с переключением на синий светодиод. Переключение идёт в соответствии с гистерезисом контроля напряжения аккумулятора.
Номинальный ток заряда задаётся резистором 1,2кОм. При необходимости, ток можно уменьшить увеличивая номинал резистора согласно спецификации контроллера.
R (кОм) — I (mA)
10 — 130
5 — 250
4 — 300
3 — 400
2 — 580
1.66 — 690
1.5 — 780
1.33 — 900
1.2 — 1000
Конечное напряжение заряда жёстко задано на уровне 4,2V — т.е. не всякий аккумулятор будет заряжен на 100%
Спецификация контроллера.
www.vitexic.com/data/TP4056Eng.pdf
Вывод: устройство простое и полезное для выполнения конкретной задачи.
mysku.ru
Схемы контроллеров заряда-разряда Li-ion аккумуляторов и микросхемы модулей защиты литиевых батарей
Содержание статьи:
Для начала нужно определиться с терминологией.
Как таковых контроллеров разряда-заряда не существует. Это нонсенс. Нет никакого смысла управлять разрядом. Ток разряда зависит от нагрузки — сколько ей надо, столько она и возьмет. Единственное, что нужно делать при разряде — это следить за напряжением на аккумуляторе, чтобы не допустить его переразряда. Для этого применяют защиту от глубокого разряда.
При этом, отдельно контроллеры заряда не только существуют, но и совершенно необходимы для осуществления процесса зарядки li-ion аккумуляторов. Именно они задают нужный ток, определяют момент окончания заряда, следят за температурой и т.п. Контроллер заряда является неотъемлемой частью любого зарядного устройства для литиевого аккумулятора.
Исходя из своего опыта могу сказать, что под контроллером заряда/разряда на самом деле понимают схему защиты аккумулятора от слишком глубокого разряда и, наоборот, перезаряда.
Другими словами, когда говорят о контроллере заряда/разряда, речь идет о встроенной почти во все литий-ионные аккумуляторы защите (PCB- или PCM-модулях). Вот она:
И вот тоже они:
Очевидно, что платы защиты представлены в различных форм-факторах и собраны с применением различных электронных компонентов. В этой статье мы как раз и рассмотрим варианты схем защиты Li-ion аккумуляторов (или, если хотите, контроллеров разряда/заряда).
Контроллеры заряда-разряда
Раз уж это название так хорошо укрепилось в обществе, мы тоже будем его использовать. Начнем, пожалуй, с наиболее распространенного варианта на микросхеме DW01 (Plus).
DW01-Plus
Такая защитная плата для аккумуляторов li-ion встречается в каждом втором аккумуляторе от мобильника. Чтобы до нее добраться, достаточно просто оторвать самоклейку с надписями, которой обклеен аккумулятор.
Сама микросхема DW01 — шестиногая, а два полевых транзистора конструктивно выполнены в одном корпусе в виде 8-ногой сборки.
Вывод 1 и 3 — это управление ключами защиты от разряда (FET1) и перезаряда (FET2) соответственно. Пороговые напряжения: 2.4 и 4.25 Вольта. Вывод 2 — датчик, измеряющий падение напряжения на полевых транзисторах, благодаря чему реализована защита от перегрузки по току. Переходное сопротивление транзисторов выступает в роли измерительного шунта, поэтому порог срабатывания имеет очень большой разброс от изделия к изделию.
Паразитные диоды, встроенные в полевики, позволяют осуществлять заряд аккумулятора, даже если сработала защита от глубокого разряда. И, наоборот, через них идет ток разряда, даже в случае закрытого при перезаряде транзистора FET2.
Вся схема выглядит примерно вот так:
Правая микросхема с маркировкой 8205А — это и есть полевые транзисторы, выполняющие в схеме роль ключей.
S-8241 Series
Фирма SEIKO разработала специализированные микросхемы для защиты литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов от переразряда/перезаряда. Для защиты одной банки применяются интегральные схемы серии S-8241.
Ключи защиты от переразряда и перезаряда срабатывают соответственно при 2.3В и 4.35В. Защита по току включается при падении напряжения на FET1-FET2 равном 200 мВ.
AAT8660 Series
Решение от Advanced Analog Technology — AAT8660 Series.
Пороговые напряжения составляют 2.5 и 4.32 Вольта. Потребление в заблокированном состоянии не превышает 100 нА. Микросхема выпускается в корпусе SOT26 (3х2 мм, 6 выводов).
FS326 Series
Очередная микросхема, используемая в платах защиты одной банки литий-ионного и полимерного аккумулятора — FS326.
В зависимости от буквенного индекса напряжение включения защиты от переразряда составляет от 2.3 до 2.5 Вольт. А верхнее пороговое напряжение, соответственно, — от 4.3 до 4.35В. Подробности смотрите в даташите.
LV51140T
Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T.
Пороговые напряжения: 2.5 и 4.25 Вольта. Вторая ножка микросхемы — вход детектора перегрузки по току (предельные значения: 0.2В при разряде и -0.7В при зарядке). Вывод 4 не задействован.
R5421N Series
Схемотехническое решение аналогично предыдущим. В рабочем режиме микросхема потребляет около 3 мкА, в режиме блокировки — порядка 0.3 мкА (буква С в обозначении) и 1 мкА (буква F в обозначении).
Серия R5421N содержит несколько модификаций, отличающихся величиной напряжения срабатывания при перезарядке. Подробности приведены в таблице:
| Обозначение | Порог отключения по перезаряду, В | Гистерезис порога перезаряда, мВ | Порог отключения по переразряду, В | Порог включения перегрузки по току, мВ |
|---|---|---|---|---|
| R5421N111C | 4.250±0.025 | 200 | 2.50±0.013 | 200±30 |
| R5421N112C | 4.350±0.025 | |||
| R5421N151F | 4.250±0.025 | |||
| R5421N152F | 4.350±0.025 |
SA57608
Очередной вариант контроллера заряда/разряда, только уже на микросхеме SA57608.
Напряжения, при которых микросхема отключает банку от внешних цепей, зависят от буквенного индекса. Подробности см. в таблице:
| Обозначение | Порог отключения по перезаряду, В | Гистерезис порога перезаряда, мВ | Порог отключения по переразряду, В | Порог включения перегрузки по току, мВ |
|---|---|---|---|---|
| SA57608Y | 4.350±0.050 | 180 | 2.30±0.070 | 150±30 |
| SA57608B | 4.280±0.025 | 180 | 2.30±0.058 | 75±30 |
| SA57608C | 4.295±0.025 | 150 | 2.30±0.058 | 200±30 |
| SA57608D | 4.350±0.050 | 180 | 2.30±0.070 | 200±30 |
| SA57608E | 4.275±0.025 | 200 | 2.30±0.058 | 100±30 |
| SA57608G | 4.280±0.025 | 200 | 2.30±0.058 | 100±30 |
SA57608 потребляет достаточно большой ток в спящем режиме — порядка 300 мкА, что отличает ее от вышеперечисленных аналогов в худшую сторону (там потребляемые токи порядка долей микроампера).
LC05111CMT
Ну и напоследок предлагаем интересное решение от одного из мировых лидеров по производству электронных компонентов On Semiconductor — контроллер заряда-разряда на микросхеме LC05111CMT.
Решение интересно тем, что ключевые MOSFET’ы встроены в саму микросхему, поэтому из навесных элементов остались только пару резисторов да один конденсатор.
Переходное сопротивление встроенных транзисторов составляет ~11 миллиом (0.011 Ом). Максимальный ток заряда/разряда — 10А. Максимальное напряжение между выводами S1 и S2 — 24 Вольта (это важно при объединении аккумуляторов в батареи).
Микросхема выпускается в корпусе WDFN6 2.6×4.0, 0.65P, Dual Flag.
Схема, как и ожидалось, обеспечивает защиту от перезаряда/разряда, от превышения тока в нагрузке и от чрезмерного зарядного тока.
Контроллеры заряда и схемы защиты — в чем разница?
Важно понимать, что модуль защиты и контроллеры заряда — это не одно и то же. Да, их функции в некоторой степени пересекаются, но называть встроенный в аккумулятор модуль защиты контроллером заряда было бы ошибкой. Сейчас поясню в чем разница.
Важнейшая роль любого контроллера заряда заключается в реализации правильного профиля заряда (как правило, это CC/CV — постоянный ток/постоянное напряжение). То есть контроллер заряда должен уметь ограничивать ток зарядки на заданном уровне, тем самым контролируя количество «заливаемой» в батарею энергии в единицу времени. Избыток энергии выделяется в виде тепла, поэтому любой контроллер заряда в процессе работы достаточно сильно разогревается.
По этой причине контроллеры заряда никогда не встраивают в аккумулятор (в отличие от плат защиты). Контроллеры просто являются частью правильного зарядного устройства и не более.
Схемы правильных зарядок для литиевых аккумуляторов приведены в этой статье.Кроме того, ни одна плата защиты (или модуль защиты, называйте как хотите) не способен ограничивать ток заряда. Плата всего лишь контролирует напряжение на самой банке и в случае выхода его за заранее установленные пределы, размыкает выходные ключи, отключая тем самым банку от внешнего мира. Кстати, защита от КЗ тоже работает по такому же принципу — при коротком замыкании напряжение на банке резко просаживается и срабатывает схема защиты от глубокого разряда.
Путаница между схемами защиты литиевых аккумуляторов и контроллеров заряда возникла из-за схожести порога срабатывания (~4.2В). Только в случае с модулем защиты происходит полное отключение банки от внешних клемм, а в случае с контроллером заряда происходит переключение в режим стабилизации напряжения и постепенного снижения зарядного тока.
electro-shema.ru
Схема контроллера литий-ионного аккумулятора.
Устройство и принцип работы защитного контроллера Li-ion/polymer аккумулятора
Если расковырять любой аккумулятор от сотового телефона, то можно обнаружить, что к выводам ячейки аккумулятора припаяна небольшая печатная плата. Это так называемая схема защиты, или Protection IC.
Из-за своих особенностей литиевые аккумуляторы требуют постоянного контроля. Давайте разберёмся более детально, как устроена схема защиты, и из каких элементов она состоит.
Рядовая схема контроллера заряда литиевого аккумулятора представляет собой небольшую плату, на которой смонтирована электронная схема из SMD компонентов. Схема контроллера 1 ячейки («банки») на 3,7V, как правило, состоит из двух микросхем. Одна микросхема управляющая, а другая исполнительная – сборка двух MOSFET-транзисторов.
На фото показана плата контроллера заряда от аккумулятора на 3,7V.
Микросхема с маркировкой DW01-P в небольшом корпусе – это по сути «мозг» контроллера. Вот типовая схема включения данной микросхемы. На схеме G1 — ячейка литий-ионного или полимерного аккумулятора. FET1, FET2 — это MOSFET-транзисторы.
Цоколёвка, внешний вид и назначение выводов микросхемы DW01-P.
Транзисторы MOSFET не входят в состав микросхемы DW01-P и выполнены в виде отдельной микросхемы-сборки из 2 MOSFET транзисторов N-типа. Обычно используется сборка с маркировкой 8205, а корпус может быть как 6-ти выводной (SOT-23-6), так и 8-ми выводной (TSSOP-8). Сборка может маркироваться как TXY8205A, SSF8205, S8205A и т.д. Также можно встретить сборки с маркировкой 8814 и аналогичные.
Вот цоколёвка и состав микросхемы S8205A в корпусе TSSOP-8.
Два полевых транзистора используются для того, чтобы раздельно контролировать разряд и заряд ячейки аккумулятора. Для удобства их изготавливают в одном корпусе.
Тот транзистор (FET1), что подключен к выводу OD (Overdischarge) микросхемы DW01-P, контролирует разряд аккумулятора – подключает/отключает нагрузку. А тот (FET2), что подключен к выводу OC (Overcharge) – подключает/отключает источник питания (зарядное устройство). Таким образом, открывая или закрывая соответствующий транзистор, можно, например, отключать нагрузку (потребитель) или останавливать зарядку ячейки аккумулятора.
Давайте разберёмся в логике работы микросхемы управления и всей схемы защиты вцелом.
Защита от перезаряда (Overcharge Protection).
Как известно, перезаряд литиевого аккумулятора свыше 4,2 – 4,3V чреват перегревом и даже взрывом.
Если напряжение на ячейке достигнет 4,2 – 4,3V (Overcharge Protection Voltage — VOCP), то микросхема управления закрывает транзистор FET2, тем самым препятствуя дальнейшему заряду аккумулятора. Аккумулятор будет отключен от источника питания до тех пор, пока напряжение на элементе не снизится ниже 4 – 4,1V (Overcharge Release Voltage – VOCR) из-за саморазряда. Это только в том случае, если к аккумулятору не подключена нагрузка, например он вынут из сотового телефона.
Если же аккумулятор подключен к нагрузке, то транзистор FET2 вновь открывается, когда напряжение на ячейке упадёт ниже 4,2V.
Защита от переразряда (Overdischarge Protection).
Если напряжение на аккумуляторе падает ниже 2,3 – 2,5V (Overdischarge Protection Voltage — VODP), то контроллер выключает MOSFET-транзистор разряда FET1 – он подключен к выводу DO.
Далее микросхема управления DW01-P перейдёт в режим сна (Power Down) и потребляет ток всего 0,1 мкА. (при напряжении питания 2V).
Тут есть весьма интересное условие. Пока напряжение на ячейке аккумулятора не превысить 2,9 – 3,1V (Overdischarge Release Voltage — VODR), нагрузка будет полностью отключена. На клеммах контроллера будет 0V. Те, кто мало знаком с логикой работы защитной схемы могут принять такое положение дел за «смерть» аккумулятора. Вот лишь маленький пример.
Миниатюрный Li-polymer аккумулятор 3,7V от MP3-плеера. Состав: управляющий контроллер — G2NK (серия S-8261), сборка полевых транзисторов — KC3J1.
Аккумулятор разрядился ниже 2,5V. Схема контроля отключила его от нагрузки. На выходе контроллера 0V.
При этом если замерить напряжение на ячейке аккумулятора, то после отключения нагрузки оно чуть подросло и достигло уровня 2,7V.
Чтобы контроллер вновь подключил аккумулятор к «внешнему миру», то есть к нагрузке, напряжение на ячейке аккумулятора должно быть 2,9 – 3,1V (VODR).
Тут возникает весьма резонный вопрос.
По схеме видно, что выводы Стока (Drain) транзисторов FET1, FET2 соединены вместе и никуда не подключаются. Как же течёт ток по такой цепи, когда срабатывает защита от переразряда? Как нам снова подзарядить «банку» аккумулятора, чтобы контроллер опять включил транзистор разряда — FET1?
Дело в том, что внутри полевых транзисторов есть так называемые паразитные диоды – они являются результатом технологического процесса изготовления MOSFET-транзисторов. Вот именно через такой паразитный (внутренний) диод транзистора FET1 и будет течь ток заряда, так как он будет включен в прямом направлении.
Если порыться в даташитах на микросхемы защиты Li-ion/polymer (в том числе DW01-P, G2NK), то можно узнать, что после срабатывания защиты от глубокого разряда, действует схема обнаружения заряда — Charger Detection. То есть при подключении зарядного устройства схема определит, что зарядник подключен и разрешит процесс заряда.
Зарядка до уровня 3,1V после глубокого разряда литиевой ячейки может занять весьма длительное время — несколько часов.
Чтобы восстановить литий-ионный/полимерный аккумулятор можно использовать специальные приборы, например, универсальное зарядное устройство Turnigy Accucell 6. О том, как это сделать, я уже рассказывал здесь.
Именно этим методом мне удалось восстановить Li-polymer 3,7V аккумулятор от MP3-плеера. Зарядка от 2,7V до 4,2V заняла 554 минуты и 52 секунды, а это более 9 часов! Вот столько может длиться «восстановительная» зарядка.
Кроме всего прочего, в функционал микросхем защиты литиевых акумуляторов входит защита от перегрузки по току (Overcurrent Protection) и короткого замыкания. Защита от токовой перегрузки срабатывает в случае резкого падения напряжения на определённую величину. После этого микросхема ограничивает ток нагрузки. При коротком замыкании (КЗ) в нагрузке контроллер полностью отключает её до тех пор, пока замыкание не будет устранено.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
go-radio.ru