Какво е контролер за зареждане на батерията? Контролер за зареждане на Li-Ion батерия. Литиево-йонни и литиево-полимерни батерии в нашия дизайн Чипове за контрол на заряда за литиево-йонни батерии
Защита на литиево-йонни батерии (Li-ion). Мисля, че много от вас знаят, че например вътре в батерията на мобилен телефон има и защитна верига (контролер за защита), която гарантира, че батерията (клетъчна, банкова и т.н.) не е презаредена над напрежение от 4,2 V , или разредени по-малко от 2...3 V. Също така защитната верига предпазва от късо съединение, като изключва самата кутия от консуматора в момента на късо съединение. Когато батерията достигне края на експлоатационния си живот, можете да премахнете защитната контролна платка от нея и да изхвърлите самата батерия. Защитната платка може да бъде полезна за ремонт на друга батерия, за защита на кутия (която няма защитни вериги) или можете просто да свържете платката към захранването и да експериментирате с нея.
Имах много защитни платки за батерии, които бяха станали неизползваеми. Но търсенето в интернет за маркировките на микросхемите не даде нищо, сякаш микросхемите бяха класифицирани. В интернет имаше документация само за комплекти полеви транзистори, които са включени в защитните платки. Нека да разгледаме дизайна на типична верига за защита на литиево-йонна батерия. По-долу е платка на защитен контролер, сглобена на контролен чип, обозначен с VC87, и транзисторен модул 8814 ():
На снимката виждаме: 1 - защитен контролер (сърцето на цялата верига), 2 - комплект от два транзистора с полеви ефекти (ще пиша за тях по-долу), 3 - резистор, задаващ тока на защитата (например по време на късо съединение), 4 - захранващ кондензатор, 5 - резистор (за захранване на чипа на контролера), 6 - термистор (намерен на някои платки за контрол на температурата на батерията).
Ето още една версия на контролера (на тази платка няма термистор), той е сглобен на чип с обозначение G2JH и на транзисторен монтаж 8205A ():
Необходими са два полеви транзистора, за да можете отделно да контролирате защитата от зареждане (Charge) и защитата от разреждане (Discharge) на батерията. Почти винаги имаше таблици с данни за транзистори, но нито едно за чипове на контролери!! И онзи ден изведнъж попаднах на интересен лист с данни за някакъв контролер за защита на литиево-йонна батерия ().
И тогава, от нищото, се появи чудо - след като сравних схемата от дейташита с моите защитни платки, разбрах: Веригите съвпадат, те са едно и също нещо, клонирани чипове! След като прочетете листа с данни, можете да използвате подобни контролери във вашите домашни продукти и като промените стойността на резистора, можете да увеличите допустимия ток, който контролерът може да достави, преди да се задейства защитата.
Първо трябва да вземете решение за терминологията.
Като такъв няма контролери за разреждане-зареждане. Това са глупости. Няма смисъл да управлявате изхвърлянето. Разрядният ток зависи от товара - колкото му трябва, толкова ще вземе. Единственото нещо, което трябва да направите при разреждане е да следите напрежението на батерията, за да предотвратите прекомерно разреждане. За тази цел те използват.
В същото време отделни контролери зарежданене само съществуват, но са абсолютно необходими за процеса на зареждане на литиево-йонни батерии. Те задават необходимия ток, определят края на заряда, следят температурата и т.н. Контролерът за зареждане е неразделна част от всеки.
Въз основа на моя опит мога да кажа, че контролерът за заряд / разряд всъщност означава верига за защита на батерията от твърде дълбоко разреждане и, обратно, презареждане.
С други думи, когато говорим за контролер за зареждане/разреждане, говорим за защитата, вградена в почти всички литиево-йонни батерии (PCB или PCM модули). Ето я:
И ето ги и тях: 
Очевидно защитните платки се предлагат в различни форм-фактори и се сглобяват с помощта на различни електронни компоненти. В тази статия ще разгледаме опциите за защитни схеми за литиево-йонни батерии (или, ако предпочитате, контролери за разреждане/зареждане).
Контролери за зареждане-разреждане
Тъй като това име е толкова утвърдено в обществото, ние също ще го използваме. Нека започнем с, може би, най-често срещаната версия на чипа DW01 (Plus).
DW01-Плюс
Такава защитна платка за литиево-йонни батерии има във всяка втора батерия на мобилен телефон. За да стигнете до него, трябва само да откъснете самозалепващото се с надписи, което е залепено на батерията.
Самият чип DW01 е с шест крака, а два полеви транзистора са структурно направени в един пакет под формата на 8-крак монтаж.
Пин 1 и 3 управляват превключвателите за защита от разреждане (FET1) и превключвателите за защита от презареждане (FET2), съответно. Прагови напрежения: 2,4 и 4,25 волта. Пин 2 е сензор, който измерва спада на напрежението в полеви транзистори, което осигурява защита срещу свръхток. Преходното съпротивление на транзисторите действа като измервателен шунт, така че прагът на реакция има много голямо разсейване от продукт на продукт.
Цялата схема изглежда така: 
Дясната микросхема, обозначена с 8205A, е транзисторите с полеви ефекти, които действат като ключове във веригата.
Серия S-8241
SEIKO разработи специализирани чипове за защита на литиево-йонни и литиево-полимерни батерии от прекомерно разреждане/презареждане. За защита на една кутия се използват интегрални схеми от серията S-8241. 
Превключвателите за защита от преразреждане и презареждане работят съответно при 2,3 V и 4,35 V. Токовата защита се активира, когато спадът на напрежението на FET1-FET2 е равен на 200 mV.
Серия AAT8660
LV51140T
Подобна схема на защита за едноклетъчни литиеви батерии със защита срещу преразреждане, презареждане и прекомерни зарядни и разрядни токове. Изпълнен с помощта на чип LV51140T. 
Прагови напрежения: 2,5 и 4,25 волта. Вторият крак на микросхемата е входът на детектора за свръхток (гранични стойности: 0.2V при разреждане и -0.7V при зареждане). Pin 4 не се използва.
Серия R5421N
Дизайнът на веригата е подобен на предишните. В режим на работа микросхемата консумира около 3 μA, в режим на блокиране - около 0,3 μA (буква C в обозначението) и 1 μA (буква F в обозначението). 
Серията R5421N съдържа няколко модификации, които се различават по големината на напрежението на реакция по време на презареждане. Подробностите са дадени в таблицата:
SA57608
Друга версия на контролера за зареждане / разреждане, само на чипа SA57608. 
Напреженията, при които микросхемата изключва кутията от външни вериги, зависят от буквения индекс. За подробности вижте таблицата:
SA57608 консумира доста голям ток в режим на заспиване - около 300 µA, което го отличава от гореспоменатите аналози за по-лошо (където консумираният ток е от порядъка на фракции от микроампер).
LC05111CMT
И накрая, предлагаме интересно решение от един от световните лидери в производството на електронни компоненти On Semiconductor - контролер за зареждане и разреждане на чипа LC05111CMT. 
Решението е интересно с това, че ключовите MOSFET транзистори са вградени в самата микросхема, така че всичко, което остава от допълнителните елементи, са няколко резистора и един кондензатор.
Преходното съпротивление на вградените транзистори е ~11 милиома (0,011 ома). Максималният ток на зареждане/разреждане е 10А. Максималното напрежение между клеми S1 и S2 е 24 волта (това е важно при комбиниране на батерии в батерии).
Микросхемата се предлага в пакет WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Dual Flag.
Веригата, както се очаква, осигурява защита срещу презареждане/разреждане, свръхтоково натоварване и презареждащ ток.
Контролери за зареждане и защитни схеми - каква е разликата?
Важно е да разберете, че защитният модул и контролерите за зареждане не са едно и също нещо. Да, функциите им се припокриват до известна степен, но да наречем вградения в батерията защитен модул контролер на заряда би било грешка. Сега ще обясня каква е разликата.
Най-важната роля на всеки контролер за зареждане е да реализира правилния профил на зареждане (обикновено CC/CV - постоянен ток/постоянно напрежение). Това означава, че контролерът на заряда трябва да може да ограничи тока на зареждане на дадено ниво, като по този начин контролира количеството енергия, „излято“ в батерията за единица време. Излишната енергия се освобождава под формата на топлина, така че всеки контролер за зареждане се нагрява доста по време на работа.
Поради тази причина контролерите за зареждане никога не са вградени в батерията (за разлика от защитните платки). Контролерите са просто част от правилното зарядно устройство и нищо повече.
В допълнение, нито една защитна платка (или защитен модул, както искате да го наречете) не е в състояние да ограничи зарядния ток. Платката контролира само напрежението на самата банка и, ако надхвърли предварително зададените граници, отваря изходните превключватели, като по този начин изключва банката от външния свят. Между другото, защитата от късо съединение също работи на същия принцип - по време на късо съединение напрежението на банката пада рязко и веригата за защита от дълбок разряд се задейства.
Възникна объркване между защитните вериги за литиеви батерии и контролери за зареждане поради сходството на прага на реакция (~4,2 V). Само при защитен модул бидонът се изключва напълно от външните клеми, а при заряден контролер се преминава в режим на стабилизиране на напрежението и плавно намаляване на зарядния ток.
В тази статия ще говорим за Li-Ion зарядния контролер на MCP73833.
Снимка 1.
Предишен опит
До този момент използвах контролери LT4054 и честно казано бях доволен от тях:
Позволява зареждане на компактни Li-Pol батерии с капацитет до 3000 mAh
Беше ултракомпактен: sot23-5
Имаше индикатор за зареждане на батерията
Има куп защити, което го прави практически неразрушим чип
Фигура 2.
Допълнително предимство е, че преди да започна да правя нещо с него, купих 50 от тях на много скромна цена.
Открих недостатъци в работата и, честно казано, те ме поставиха в частичен ступор:
Максималният обявен ток е 1А, мислех си. Но вече при 300 mA по време на зареждане, чипът се загрява до 110 * C, дори при наличието на големи радиаторни полигони и радиатор, прикрепен към пластмасовата повърхност на чипа.
Когато термозащитата е включена, очевидно се задейства компаратор, който бързо нулира тока. В резултат на това микросхемата се превръща в генератор, който убива батерията. По този начин избих 2 батерии, докато разбера какво не е наред с осцилоскопа.
С оглед на горното имам проблем с времето за зареждане на устройството от около 10 часа. Разбира се, това много неудовлетвори мен и потребителите на моята електроника, но какво да правя: всички искаха да увеличат експлоатационния живот със същите параметри на устройството и понякога консумират много.
В тази връзка започнах да търся контролер, който да има много по-добри параметри и възможности за разсейване на топлината и изборът ми засега се спря на MCP73833, главно поради факта, че моя приятел имаше тези контролери на склад, а аз си подсвиркнах един няколко парчета бързо (по-бързо от него) запоиха прототипа и проведоха тестовете, от които се нуждаех.
Малко за самия контролер.
Позволете ми да не се занимавам с пълен и задълбочен превод на листа с данни (въпреки че това е полезно), но бързо и просто да ви кажа какво погледнах първо в този контролер и дали ми хареса или не.
1. Общата схема на превключване е това, което хваща окото ви от самото начало. Лесно се забелязва, че с изключение на индикацията (която не е нужно да правите), коланът се състои само от 4 части. Те включват два филтърни кондензатора, резистор за програмиране на тока на зареждане на батерията и 10k термистор за контрол на прегряването на литиево-йонната батерия. Тази схема е показана на фигура 3. Това определено е страхотно.
Фигура 3.Схема на свързване MCP73833
2. Тя е много по-добре с топлината. Това се вижда дори от схемата на свързване, тъй като се виждат еднакви крака, които могат да се използват за отвеждане на топлината. В допълнение към това, като се има предвид фактът, че чипът се предлага в пакети msop-10 и DFN-10, които са с по-голяма площ от sot23-5. Освен това в корпуса DFN-10 има специален полигон, който може и трябва да се използва като радиатор към голяма повърхност. Ако не ми вярвате, погледнете сами Фигура 4. Тя показва разводките на краката на корпуса DFN-10 и препоръчаното от производителя оформление на печатни платки, с разсейване на топлината с помощта на многоъгълник.
Фигура 4.
3. Наличието на 10k термистор. Разбира се, в повечето случаи няма да го използвам, тъй като съм сигурен, че няма да прегрея батерията, но: има задачи, в които имам предвид пълно зареждане на батерията само за 30 минути работа от захранването. В такива случаи самата батерия може да прегрее.
4. Доста сложна система за индикация за зареждане на батерията. Както разбрах и опитах: има 1 светодиод, който отговаря за това дали се подава захранване от захранването за зареждане. На теория нещото не е толкова необходимо, но: Имах случаи, когато счупих конектора и контролерът просто не получи 5V на входа. В такива случаи веднага се разбираше какво не е наред. Изключително полезна функция за разработчиците. За потребителите той лесно се заменя с просто светодиод по входната линия 5V, инсталиран с резистор за ограничаване на тока.
5. Останалите два светодиода са счупени по време на етапа на зареждане. Това ви позволява да разтоварите MK (ако не е необходимо, например, да показвате заряда на батерията на дисплея) по отношение на обработката на заряда на батерията по време на зареждане (индикация дали е заредена или не).
6. Програмиране на зарядния ток в широк диапазон. Лично аз се опитах да увелича тока на зареждане до 1A на платката, показана на фигура 1, и при около 890mA платката премина в термична защита в стабилен режим. Както казват хората наоколо, с големи диапазони те перфектно извадиха 2A от този контролер и според техническото описание максималният ток на зареждане е 3A, но имам редица съмнения, свързани с термичното натоварване на микросхемата.
7. Ако вярвате на листа с данни, тогава тази микросхема има: Режим на линеен регулатор с ниско отпадане - режим на намалено входно напрежение. В тези режими, използвайки DC-DC преобразувател, можете внимателно да намалите напрежението на входа на микросхемата по време на началото на зареждането, за да намалите генерирането на топлина. Лично аз се опитах да намаля напрежението и топлината логично стана по-малка, но тази микросхема трябва да падне поне 0,3-0,4V, за да може удобно да зарежда батерията. Чисто технически смятам да направя малък модул, който прави това автоматично, но нямам пари и време за това, така че с радост моля всички, които се интересуват, да ми пишат. Ако има още малко хора, ще пуснем такова нещо на нашия сайт.
8. Не ми хареса, че тялото беше много малко. Запояването без сешоар (DFN-10) е трудно и няма да се получи добре, както и да го гледате. По-добре е с msop-10, но отнема много време на начинаещите да се научат да го запояват.
9. Не ми хареса, че този контролер няма вграден BMS (защита на батерията от бързо зареждане / разреждане и редица други проблеми). Но по-скъпите контролери от TI имат такива неща.
10. Хареса ми цената. Тези контролери не са скъпи.
Какво следва?
И тогава ще внедря този чип в моите различни идеи за устройства. Например, в момента във фабриката се произвежда пробна версия на платка за разработка, базирана на STM32F103RCT6 и батерии 18650. Вече имам развойна платка за този контролер, която се е доказала много добре и искам да я допълня с преносима версия, за да мога да взема работния си проект със себе си и да не мисля за мощност и търсене на гнездо, в което да поставете захранването.
Ще го използвам и във всички решения, които изискват зарядни токове над 300mA.
Надявам се, че ще можете да използвате този полезен и прост чип във вашите устройства.
Ако изобщо се интересувате от захранването на батерията, ето моето лично видео за захранването на батерията за устройства.
Самите контролери са полезни устройства. И за да разберем по-добре тази тема, е необходимо да работим с конкретен пример. Ето защо ще разгледаме контролера за зареждане на батерията. Какъв е той? Как е уредено? Какви са особеностите на работата?
Какво прави контролерът за зареждане на батерията?
Той служи за наблюдение на възстановяването на енергийни загуби и отпадъци. Първо, той следи преобразуването на електрическата енергия в химическа енергия, така че по-късно, ако е необходимо, да могат да бъдат доставени необходимите вериги или устройства. Да направите контролер за зареждане на батерията със собствените си ръце не е трудно. Но може да се възстанови и от захранващи устройства, които са се повредили.
Как работи контролерът
Разбира се, няма универсална схема. Но много хора в работата си използват два тройни резистора, които регулират горната и долната граница на напрежението. Когато надхвърли определените граници, той започва да взаимодейства с намотките на релето и се включва. Докато работи, напрежението няма да падне под определено, технически предварително определено ниво. Тук трябва да говорим за това, че има различен диапазон от граници. Така че батерията може да бъде настроена на три, пет, дванадесет или петнадесет волта. Теоретично всичко зависи от хардуерната реализация. Нека да разгледаме как работи контролерът за зареждане на батерията в различни случаи.
Какви са видовете?
Трябва да се отбележи, че има значително разнообразие, с което контролерите за зареждане на батерията могат да се похвалят. Ако говорим за техните видове, нека направим класификация в зависимост от обхвата на приложение:
- За възобновяеми енергийни източници.
- За домакински уреди.
- За мобилни устройства.
Разбира се, самите видове са много повече. Но тъй като разглеждаме контролера за зареждане на батерията от обща гледна точка, те ще ни бъдат достатъчни. Ако говорим за тези, които се използват за вятърни турбини, тогава тяхната горна граница на напрежението обикновено е 15 волта, докато долната е 12 V. В този случай батерията може да генерира 12 V в стандартен режим използва реле с нормално затворени контакти. Какво се случва, когато напрежението на батерията надвиши зададените 15 V? В такива случаи контролерът затваря контактите на релето. В резултат на това източникът на електричество от батерията се превключва към баласта на товара. Трябва да се отбележи, че те не са особено популярни при слънчевите панели поради някои странични ефекти. Но за тях те са задължителни. Домакинските уреди и мобилните устройства имат свои собствени характеристики. Освен това контролерът за зареждане на батерията за таблети, сензорни екрани и мобилни телефони с бутони е почти идентичен.
Нека погледнем вътрешността на литиево-йонна батерия за мобилен телефон
Ако разглобите някоя батерия, ще забележите, че малка е запоена към клемите на клетката. Това се нарича защитна верига. Факт е, че те изискват постоянно наблюдение. Типична схема на контролер е миниатюрна платка, върху която е базирана схема, изработена от SMD компоненти. Той от своя страна е разделен на две микросхеми - едната е управляваща, а другата е изпълнителна. Нека поговорим по-подробно за второто.
Изпълнителна схема
Базира се на Обикновено има две. Самата микросхема може да има 6 или 8 пина. За отделно управление на зареждането и разреждането на акумулаторна клетка се използват два полеви транзистора, които се намират в един корпус. Така че един от тях може да свързва или изключва товара. Вторият транзистор прави същите действия, но с източник на захранване (което е зарядното устройство). Благодарение на тази схема на изпълнение можете лесно да повлияете на работата на батерията. При желание можете да го използвате и на друго място. Но трябва да се има предвид, че веригата на контролера за зареждане на батерията и самата тя може да се прилага само за устройства и елементи, които имат ограничен работен обхват. Сега ще говорим за такива функции по-подробно.
Защита от презареждане
Факт е, че ако напрежението надвиши 4,2, може да възникне прегряване и дори експлозия. За тази цел са избрани елементи на микросхема, които ще спрат да се зареждат при достигане на този индикатор. И обикновено, докато напрежението достигне 4-4,1 V поради употреба или саморазреждане, по-нататъшното зареждане ще бъде невъзможно. Това е важна функция, която е присвоена на контролера за зареждане на литиевата батерия.
Защита от преразреждане
Когато напрежението достигне критично ниски стойности, които правят работата на самото устройство проблематична (обикновено в диапазона 2.3-2.5V), съответният MOSFET транзистор, който отговаря за подаването на ток към мобилния телефон, се изключва. След това има преход към режим на заспиване с минимална консумация. И има един доста интересен аспект на работата. Така че, докато напрежението на батерията не надвиши 2,9-3,1 V, мобилното устройство не може да бъде включено, за да работи в нормален режим. Вероятно сте забелязали, че когато свържете телефона си, той показва, че се зарежда, но не иска да се включи и да функционира нормално.
Заключение
Както можете да видите, контролерът за зареждане на литиево-йонната батерия играе важна роля за осигуряване на дълготрайност на мобилните устройства и има положителен ефект върху техния експлоатационен живот. Поради лесното им производство, те могат да бъдат намерени в почти всеки телефон или таблет. Ако искате да видите със собствените си очи и да докоснете с ръцете си контролера за зареждане на Li-Ion батерията и нейното съдържание, тогава по време на разглобяването трябва да запомните, че работите с химически елемент, така че трябва да внимавате.
http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=116399Поздрави, скъпи радиокотки! Поради модерността литиево-йонните батерии широко набират скорост. Както знаете, те имат отлични характеристики по отношение на мощност, експлоатационен живот и всичко това в относително малък размер. Но те имат един малък недостатък: изисква се контрол на зареждането и разреждането. В противен случай те просто ще се провалят необратимо.
Надявам се, че обсъждането на моята ситуация ще помогне на други с подобен проблем: бутонът в отвертката, а именно микросхемата, скрита в съединението, се провали. Нямаме такъв бутон никъде, така че трябваше да го преработим, като напълно премахнахме електронното пълнене, оставяйки само контакта за затваряне на веригата на електрическия мотор. След известно време се оказа, че батериите са разредени над допустимата граница и по-нататъшното зареждане не помогна. Заключих, че микросхемата в бутона е отговорна не само за броя на оборотите в минута, но и за контролирането на разряда. След като разглобих батерията, разбрах, че от 5 кутии 3 все още работят. Има втора подобна „полу-работеща“ батерия. Тоест можете да сглобите едно от две. Но проблемът ще бъде окончателно решен, ако сами сглобите контролера за разреждане (и в същото време разберете как работи) и го вградите в отвертка. Контролерът за зареждане вече е включен в зарядното устройство.
За съжаление малко се говори за това в Интернет и не намерих това, което ми трябваше там. Усещам пролетния аромат на микроконтролери
http://www.kosmopoisk72.ru/index.php?op ... &Itemid=70 Тук контролерът работи само на 2 банки. Моля, помогнете ми да го изчисля, така че да работи за пет кутии.
http://www.radioscanner.ru/forum/topic38439.html тук става само за една консерва.
http://radiokot.ru/konkursCatDay2014/06/ Тук е твърде сложно, защото са необходими програмист и съответна микросхема. В допълнение, тази схема включва и контролер за зареждане. Аз съм начинаещ радиолюбител. Може би има нещо по-достъпно и по-просто? Ако не, тогава ще се радвам да науча микроконтролери.
1. Кажете ми как да изчисля контролера за изпускане за 5 кутии?
2. Ако най-добрият вариант е микроконтролер, тогава кой да купя?
3. С какъв домашен (най-прост) програмист може да се програмира?
4. Как сами да напишете програма (код) за микроконтролер?
5. По-добре ли е да се контролира изхвърлянето на 5 кутии, като се вземе една за основа? И да го вградите в самата батерия, а не във отвертката? Просто ако използвате отвертка, тогава една верига ще бъде достатъчна както за първата батерия, така и за втората. (Не мога да включа два от тях наведнъж)
Известно е, че товарният ток на една отвертка е голям: 10-12 A. Номиналното напрежение на една кутия е стандартно: 3,7 V, следователно пет кутии: 18,5 V. Би било чудесно, ако имаше и защита от късо съединение (това е, ако е преминал ток над 12 A)
Има само едно решение... използвайте готови предпазни плоскости. Или колективни ферми със захранване на ключовете за тези, вградени в клетъчни и други шалове с ниска мощност, или вземете готови като тези http://zapas-m.ru/shop/UID_282.html (има по-мощни в връзката, изхвърлих IP ключовете и инсталирах обикновени полеви ключове.
Контролна схема на литиево-йонна батерия
Конструкция и принцип на действие на контролера за защита на литиево-йонна/полимерна батерия
Ако разглобите батерия на мобилен телефон, ще откриете, че малка печатна платка е запоена към клемите на клетката на батерията. Това е така наречената защитна верига или Защита IC. Поради своите характеристики литиеви батерииизискват постоянно наблюдение. Нека да разгледаме по-отблизо как работи защитната верига и от какви елементи се състои.
Обикновената верига на контролера за зареждане на литиева батерия е малка платка, върху която е монтирана електронна верига от SMD компоненти. Веригата на контролера от 1 клетка ("банка") при 3.7V, като правило, се състои от две микросхеми. Единият управляващ чип, а другият изпълнителен - комплект от два MOSFET транзистора.
Снимката показва платка за контрол на заряда от 3.7V батерия.
Микросхемата, обозначена с DW01-P в малък корпус, е по същество „мозъкът“ на контролера. Ето типична електрическа схема за свързване на тази микросхема. На диаграмата G1 е литиево-йонна или полимерна батерия. FET1, FET2 са MOSFET транзистори.
Pinout, външен вид и предназначение на щифтовете на микросхемата DW01-P.
MOSFET транзисторине са включени в микросхемата DW01-P и са проектирани като отделен монтаж на микросхема от 2 N-тип MOSFET транзистора. Обикновено се използва модул с етикет 8205 и пакетът може да бъде 6-пинов (SOT-23-6) или 8-пинов (TSSOP-8). Сглобката може да бъде етикетирана като TXY8205A, SSF8205, S8205A и т.н. Можете също така да намерите възли с маркировка 8814 и подобни.
Ето разводката и състава на чипа S8205A в пакета TSSOP-8.
Два полеви транзистора се използват за отделно управление на разреждането и зареждането на акумулаторната клетка. За удобство се произвеждат в един калъф.
Транзисторът (FET1), който е свързан към OD щифта ( Прекомерно разреждане) DW01-P микросхема, следи разреждането на батерията - свързва / изключва товара. И този (FET2), който е свързан към щифта OC ( Надценка) – свързва/изключва източника на захранване (зарядно устройство). По този начин, чрез отваряне или затваряне на съответния транзистор, можете например да изключите товара (потребителя) или да спрете зареждането на батерията.
Нека да разгледаме логиката на контролния чип и цялата верига за защита като цяло.
Защита от презареждане.
Както знаете, презареждането на литиева батерия над 4,2 - 4,3 V е изпълнено с прегряване и дори експлозия.Ако напрежението на клетката достигне 4,2 - 4,3 V ( Напрежение за защита от презареждане - VOCP), тогава контролният чип затваря транзистора FET2, като по този начин предотвратява по-нататъшното зареждане на батерията. Батерията ще бъде изключена от източника на захранване, докато напрежението в клетката падне под 4 - 4,1 V ( Напрежение на освобождаване на презареждане – VOCR) поради саморазреждане. Това е така само ако към батерията няма свързан товар, например тя е извадена от мобилен телефон.
Ако батерията е свързана към товар, тогава транзисторът FET2 се отваря отново, когато напрежението в клетката падне под 4,2 V.
Защита от свръхразреждане.
Ако напрежението на батерията падне под 2,3 - 2,5 V ( Защитно напрежение от свръхразряд- VODP), тогава контролерът изключва MOSFET транзистора на разряда FET1 - той е свързан към щифта DO.Има доста интересно състояние. Докато напрежението на акумулаторната клетка надвиши 2,9 - 3,1V ( Напрежение на освобождаване при свръхразряд - VODR), товарът ще бъде напълно изключен. Ще има 0V на клемите на контролера. Тези, които са малко запознати с логиката на защитната верига, могат да объркат това състояние на нещата за „смъртта“ на батерията. Ето само един малък пример.
Миниатюрна Li-polymer батерия 3.7V от MP3 плеър. Състав: управляващ контролер - G2NK (серия S-8261), монтаж на транзистори с полеви ефекти - KC3J1.
Батерията се е разредила под 2.5V. Контролната верига го изключи от товара. Изходът на контролера е 0V.
Освен това, ако измерите напрежението на клетката на батерията, след изключване на товара то се увеличава леко и достига ниво от 2,7 V.
За да може контролерът да свърже отново батерията към „външния свят“, тоест към товара, напрежението на клетката на батерията трябва да бъде 2,9 - 3,1 V ( VODR).
Тук възниква един много резонен въпрос.
Диаграмата показва, че дрейновите клеми на транзисторите FET1, FET2 са свързани заедно и не са свързани никъде. Как протича токът през такава верига, когато се задейства защита от прекомерно разреждане? Как можем да презаредим отново „буркана“ на батерията, така че контролерът да включи отново разрядния транзистор - FET1?
Ако се поровите в таблиците с данни за литиево-йонни/полимерни защитни чипове (включително DW01-P,G2NK), че след задействане на защитата от дълбок разряд, веригата за откриване на заряд работи - Откриване на зарядно устройство. Тоест, когато зарядното устройство е свързано, веригата ще определи, че зарядното устройство е свързано и ще позволи процеса на зареждане.
Зареждането до ниво от 3,1 V след дълбоко разреждане на литиева клетка може да отнеме много дълго време - няколко часа.
За да възстановите литиево-йонна / полимерна батерия, можете да използвате специални устройства, напр. универсално зарядно Turnigy Accucell 6. Вече говорих как да стане това Тук.
Именно с този метод успях да възстановя Li-polymer 3.7V батерия от MP3 плейър. Зареждането от 2.7V до 4.2V отне 554 минути и 52 секунди, което е повече от 9 часа! Това е колко дълго може да продължи едно зареждане за „възстановяване“.
Освен всичко друго, функционалността на микросхемите за защита на литиевите батерии включва защита от свръхток ( Защита от свръхток) и късо съединение. Защитата от свръхток се задейства в случай на внезапно спадане на напрежението с определена стойност. След това микросхемата ограничава тока на натоварване. Ако има късо съединение (късо съединение) в товара, контролерът го изключва напълно, докато късото съединение бъде елиминирано.
Контролер заряд-разряд (PCM) за Li-Ion батерии 14.8V 4A 4S-EBD01-4http://zapas-m.ru/shop/UID_282.htmlАртикул: 0293Номинално напрежение: 14.8V Номинален работен ток: 4A Защита от презареждане/преразреждане/претоварване Вграден термистор 335 търкайте.
|
|
Спецификации Модел: 4S-EBD01-4 Брой последователно свързани Li-Ion батерии: 4 бр. Работно напрежение: 11.2V... 16.8V Напрежение на презареждане на клетката (VCU): 4.275±0.025V Напрежение на свръхразряд (VDD): 2.3±0.1V Номинален работен ток: 3A - 4A Прагов ток (IEC): 4A - 6A Защита от презареждане Защита от преразреждане Защита от късо съединение Размери, mm: 15 x 46.1 x 2.62 Тегло, g: 2 Контролер: S-8254A Лист с даннина S-8254A Контрол на напрежението на всяка клетка: Когато напрежението на някоя от клетките превиши праговите стойности, цялата батерия автоматично се изключва. Текущ контрол: Когато токът на натоварване надвиши праговите стойности, цялата батерия се изключва автоматично. Описание на щифтовете:
|
