リチウムバッテリー充電コントローラー。当社の設計におけるリチウムイオンおよびリチウムポリマー電池

26.06.2023

エンジン

各セルの電圧制御:
いずれかのセルの電圧がしきい値を超えると、バッテリー全体が自動的にオフになります。
電流制御:
負荷電流がしきい値を超えると、バッテリー全体が自動的にオフになります。

ピンの説明:
「B-」- 合計バッテリーマイナス
「B1」- +3.7V
「B2」- +7.4V
「B3」- +11.1V
「B+」- 合計バッテリープラス
「ぷ～」- マイナス負荷（充電器）
「P+」- プラス負荷（充電器）
「て」- NTC 10K サーミスタ出力

コントローラ：S-8254A
S-8254Aのデータシート。

仕様

モデル： 4S-EBD01-4。
直列接続されたリチウムイオン電池の数: 4 個
動作電圧: 11.2V ... 16.8V。
セル過充電電圧 (VCU): 4.275±0.025V。
過放電電圧（VDD）：2.3±0.1V。
定格動作電流：3A～4A。
しきい値電流 (IEC): 4A ～ 6A。
過充電保護。
過放電保護。
短絡保護。
寸法、mm: 15 x 46.1 x 2.62。
重量: 2グラム。

保証

当社が販売するすべての商品には保証が付いています。私たちは常にクライアントのニーズを満たし、あらゆる紛争の解決に努めます。詳しくはリンク先より当店の交換・返品規約をご確認ください。

進歩は進んでおり、従来使用されていたNiCd (ニッケルカドミウム) 電池や NiMh (ニッケル水素) 電池に代わって、リチウム電池がますます使用されています。
リチウムは 1 セルあたりの重量が同等であり、容量が大きく、さらにセル電圧は 3 倍高く、1 セルあたり 1.2 V ではなく 3.6 V となります。
リチウム電池のコストは従来のアルカリ電池に近づき始めており、重量とサイズははるかに小さく、さらに充電可能であり、充電する必要があります。メーカーによれば300～600サイクルは耐えられるとのこと。
さまざまなサイズがあり、適切なものを選択するのは難しくありません。
自己放電が非常に低いため、何年も放置され、充電されたままになります。デバイスは必要なときに動作し続けます。

「C」は容量を表します

多くの場合、「xC」という形式の指定があります。これは、バッテリーの充電または放電電流をその容量の一部で表すための便宜的な表記法にすぎません。英語の「Capacity」（容量、容量）から作られています。
2C または 0.1C の電流での充電について話す場合、通常、電流はそれぞれ (2 × バッテリー容量) / 時間または (0.1 × バッテリー容量) / 時間であることを意味します。
たとえば、充電電流が0.5Cの容量720mAhのバッテリーは、0.5×720mAh/h = 360mAの電流で充電する必要があり、これは放電にも当てはまります。

そして、あなたの経験と能力に応じて、単純な充電器を自分で作ることも、それほど単純ではない充電器を作ることもできます。

LM317 のシンプルな充電器の図

米。 5.

このアプリケーションを備えた回路は、ポテンショメータ R2 によって設定される、かなり正確な電圧安定化を実現します。
電流の安定化は電圧レギュレーションほど重要ではないため、シャント抵抗 Rx と NPN トランジスタ (VT1) を使用して電流を安定化するだけで十分です。

特定のリチウムイオン (Li-Ion) およびリチウムポリマー (Li-Pol) バッテリーに必要な充電電流は、抵抗 Rx を変更することによって選択されます。
抵抗 Rx は、比 0.95/Imax にほぼ対応します。
図に示されている抵抗 Rx の値は 200 mA の電流に対応します。これはおおよその値であり、トランジスタによっても異なります。

充電電流や入力電圧に応じて放熱器を設ける必要があります。
スタビライザーが通常動作するには、入力電圧はバッテリー電圧より少なくとも 3 ボルト高くなければなりません (1 つのバンクでは 7 ～ 9 V)。

LTC4054のシンプルな充電器の図

米。 6.

Samsung（C100、C110、X100、E700、E800、E820、P100、P510）などの古い携帯電話からLTC4054充電コントローラをはんだ付けできます。

米。 7. この小さな 5 脚のチップには、「LTH7」または「LTADY」というラベルが付いています。

マイクロ回路の操作の詳細については説明しません。すべてはデータシートに記載されています。最も必要な機能のみを説明します。
最大800mAの充電電流。
最適な電源電圧は 4.3 ～ 6 ボルトです。
充電表示。
出力短絡保護。
過熱保護 (120° 以上の温度での充電電流の低減)。
バッテリーの電圧が 2.9 V を下回ると、バッテリーは充電されません。

充電電流は、マイクロ回路の 5 番目の出力とグランドの間の抵抗によって次の式に従って設定されます。

I=1000/R、
ここで、I はアンペア単位の充電電流、R はオーム単位の抵抗器の抵抗です。

リチウム電池残量低下インジケーター

ここでは、バッテリーの残量が少なく、残留電圧が臨界に近いときに LED を点灯する簡単な回路を示します。

米。 8.

トランジスタは低電力のものであれば何でも構いません。 LED の点火電圧は、抵抗 R2 と R3 の分圧器によって選択されます。 LEDがバッテリーをまったく消耗しないように、保護ユニットの後に回路を接続することをお勧めします。

耐久性のニュアンス

メーカーは通常 300 サイクルを主張していますが、リチウムを 0.1 ボルト低い最大 4.10 V まで充電すると、サイクル数は 600 回以上に増加します。

操作と注意事項

リチウムポリマー電池は、現存する電池の中で最も「優しい」電池であると言っても過言ではありません。つまり、いくつかの単純だが強制的な規則を遵守する必要があり、これを守らないと問題が発生します。
1. 缶あたり 4.20 ボルトを超える電圧での充電は許可されません。
2. バッテリーをショートさせないでください。
3. 負荷容量を超える電流で放電したり、バッテリーを 60 °C 以上に加熱したりすることは許可されません。 4. 瓶あたり 3.00 ボルト未満の電圧での放電は有害です。
5. バッテリーが 60°C を超えると有害です。 6. バッテリーの減圧は有害です。
7. 放電した状態での保管は有害です。

最初の 3 つの点に従わないと火災が発生し、残りの点は完全または部分的な容量の喪失につながります。

長年の使用経験から、バッテリーの容量はほとんど変化しないと言えますが、内部抵抗が増加し、高消費電流でバッテリーが動作し始める時間が短くなり、容量が低下しているように見えます。
したがって、私は通常、デバイスの寸法が許す限り、より大きな容量を入れますが、10年前の古い缶でもかなりうまく機能します。

それほど大きな電流ではない場合は、古い電池が適しています。

古いラップトップのバッテリーから、完全に動作する多数の 18650 バッテリーを取り出すことができます。

リチウム電池はどこで使用するのですか

私は長い間、ドライバーと電動ドライバーをリチウムに変換してきました。私はこれらのツールを定期的に使用しています。 1 年間使用しなかった後でも、充電せずに動作するようになりました。

工場から2〜3個の「タブレット」要素があった子供のおもちゃ、時計などに小さな電池を入れました。正確に 3V が必要な場合は、ダイオードを 1 つ直列に追加すると、適切な電圧が得られます。

LED懐中電灯を入れてみました。

高価で低容量の Krona 9V の代わりに、テスターに 2 つの缶を取り付けて、すべての問題と追加コストを忘れました。

基本的に、私は電池の代わりにそれを思いついた場所に置きます。

リチウムとその有用性をどこで購入できますか

販売中です。同じリンクで、充電モジュールやその他 DIY ユーザーに役立つものを見つけることができます。

能力を犠牲にして、中国人は通常嘘をつきますが、それは書かれているよりも少ないです。

オネストサンヨー 18650

現代のモバイル電子機器では、消費電力を最小限に抑えるように設計されたものであっても、再生不可能なバッテリーの使用は過去のものになりつつあります。また、経済的な観点から見ると、必要な数の使い捨て電池の総コストはすぐに電池 1 個のコストを超え、ユーザーの利便性の観点からは、充電が容易になります。新しいバッテリーを購入できる場所を探すよりも、バッテリーを購入してください。したがって、バッテリー充電器は需要が保証された商品になりつつあります。電源装置用集積回路のほぼすべてのメーカーが「充電」方向に注意を払っていることは驚くべきことではありません。

5 年前、バッテリーを充電するためのマイクロ回路 (バッテリー充電器 IC) の議論は、主要な種類のバッテリー (ニッケルとリチウム) の比較から始まりました。しかし現在、ニッケル電池は事実上使用されなくなり、充電用マイクロ回路のほとんどのメーカーは、ニッケル電池用のマイクロ回路の製造を完全に中止するか、バッテリ技術に依存しないマイクロ回路（いわゆるマルチケミストリーIC）をリリースしています。 STMicroelectronics 製品群には、現在、リチウム電池で動作するように設計されたマイクロ回路のみが含まれています。

リチウム電池の主な特徴を簡単に思い出してみましょう。利点:

高い比電気容量。一般的な値は 110 ～ 160W*h*kg で、これはニッケル電池の類似パラメータより 1.5 ～ 2.0 倍高くなります。したがって、同じ寸法であれば、リチウム電池の容量が大きくなります。
低自己放電：月あたり約10％。ニッケル電池の場合、このパラメータは 20 ～ 30% です。

「メモリー効果」がないため、このバッテリーはメンテナンスが簡単です。再充電する前にバッテリーを最小限に消耗させる必要がありません。

リチウム電池の欠点:

電流および電圧保護の必要性。特に、バッテリ端子の短絡、逆極性の電圧の供給、過充電の可能性を排除する必要があります。
過熱保護の必要性: バッテリーが特定の温度以上に加熱されると、その容量と耐用年数に悪影響が生じます。

リチウム電池には、リチウムイオン (Li-Ion) とリチウムポリマー (Li-Pol) という 2 つの工業的製造技術があります。ただし、これらのバッテリーの充電アルゴリズムは同じであるため、充電チップはリチウムイオン技術とリチウムポリマー技術を区別しません。このため、文献を参照しながら、リチウムイオン電池とリチウムポリマー電池の長所と短所についての議論は省略します。

図 1 に示すリチウム電池の充電アルゴリズムを考えてみましょう。

米。 1.

最初の段階、いわゆるプリチャージは、バッテリーが著しく放電している場合にのみ使用されます。バッテリー電圧が 2.8 V 未満の場合は、可能な最大電流ですぐに充電しないでください。これはバッテリー寿命に非常に悪影響を及ぼします。最初に約 3.0 V までの小さな電流でバッテリーを「再充電」する必要があり、その後初めて最大電流での充電が許容されます。

第 2 フェーズ: 定電流源としての充電器。この段階では、所定の条件における最大電流がバッテリーに流れます。同時に、バッテリー電圧は徐々に上昇し、限界値の 4.2 V に達します。厳密には、第 2 段階が完了すると充電を停止できますが、現在バッテリーは 1 時間で充電されていることに注意してください。容量の約70％です。多くの充電器では、最大電流がすぐには供給されず、数分以内に徐々に最大値まで増加することに注意してください。ソフトスタートメカニズムが使用されています。

バッテリーを100%に近い容量値まで充電することが望ましい場合は、定電圧源としての充電器という第3段階に進みます。この段階では、4.2 V の定電圧がバッテリーに印加され、充電中にバッテリーに流れる電流は最大値からある所定の最小値まで減少します。その時点で、電流値がこの限界まで減少すると、バッテリーの充電が完了したとみなされ、プロセスが終了します。

バッテリーの重要なパラメーターの 1 つはその容量 (測定単位 - Ah) であることを思い出してください。したがって、単 4 サイズのリチウムイオン電池の一般的な容量は 750 ～ 1300 mAh です。このパラメータの派生として、特性「電流 1C」が使用されます。これは、公称容量 (与えられた例では、750 ... 1300 mA) に数値的に等しい電流値です。「電流 1C」の値は、バッテリーを充電するときの最大電流と、充電が完了したとみなされる電流量の定義としてのみ意味を持ちます。最大電流の値は 1 * 1C を超えてはいけないことが一般に認められており、電流が 0.05 ... 0.10 * 1C の値に減少したときにバッテリーの充電が完了したと見なされます。ただし、これらは特定の種類のバッテリーにとって最適であると考えられるパラメータです。実際には、同じ充電器で異なるメーカーの異なる容量のバッテリーを使用できますが、特定のバッテリーの容量は充電器には不明のままです。したがって、一般的な場合、いかなる容量のバッテリーの充電も、バッテリーに最適なモードではなく、充電器に事前に設定されたモードで行われます。

STMicroelectronics の充電マイクロ回路の検討に移りましょう。

チップ STBC08 および STC4054

これらの超小型回路は、リチウム電池を充電するための非常に単純な製品です。超小型回路は、それぞれおよびのタイプの小型パッケージで作成されます。これにより、重量とサイズ特性に関してかなり厳しい要件を持つモバイルデバイス (携帯電話、MP3 プレーヤーなど) でこれらのコンポーネントを使用できるようになります。スイッチング方式とを図 2 に示します。

米。 2.

パッケージ内の外部ピンの最小数による制限にもかかわらず、マイクロ回路はかなり幅広い機能を備えています。

外付け MOSFET、ブロッキングダイオード、電流抵抗は必要ありません。図 2 からわかるように、外部結合は入力のフィルタリングコンデンサ、プログラミング抵抗、および 2 個 (STC4054 の場合は 1 個) のインジケータ LED に限定されます。
充電電流の最大値は外部抵抗の値によってプログラムされ、800mA の値に達することがあります。充電の終了は、定電圧モードで充電電流の値が 0.1 * I BAT に低下した時点で決定されます。つまり、外部抵抗の値によっても設定されます。最大充電電流は次の比率から決定されます。

I BAT = (V PROG / R PROG) * 1000;

ここで、I BAT は充電電流（アンペア）、R PROG は抵抗器の抵抗（オーム）、V PROG は PROG 出力の電圧で、1.0 ボルトに相当します。

定電圧モードでは、4.2V の安定した電圧が 1% 以下の精度で出力に生成されます。
ひどく放電したバッテリーの充電は、事前充電モードで自動的に開始されます。バッテリー出力の電圧が 2.9V に達するまで、充電は 0.1 * I BAT の微弱電流で実行されます。すでに述べたように、この方法は、重度に放電したバッテリーを通常の方法で充電しようとするときに非常に起こりやすい失敗を防ぎます。さらに、充電電流の開始値の値が強制的に制限されるため、バッテリーの寿命も長くなります。
自動点滴充電モードが実装されており、バッテリー電圧が 4.05V に低下すると、充電サイクルが再開されます。これにより、公称容量の 80% 以上のレベルでバッテリーを一定に充電することができます。
過電圧および過熱保護。入力電圧値が一定の制限 (特に 7.2V) を超えるか、ケース温度が 120°C を超えると、充電器はオフになり、充電器自体とバッテリーを保護します。もちろん、低入力電圧保護も実装されています。入力電圧が特定のレベル (U VLO) を下回ると、充電器もオフになります。
LED インジケーターを接続できるため、ユーザーはバッテリー充電プロセスの現在の状態を把握できます。

L6924D および L6924U バッテリ充電チップ

これらのマイクロ回路は、STBC08 や STC4054 よりも多くの機能を備えたデバイスです。図 3 は、マイクロ回路とスイッチをオンにするための典型的な回路を示しています。 .

米。 3.

バッテリー充電プロセスのパラメーターの設定に関連するマイクロ回路の機能的特徴を考慮してください。

1. どちらの変更でも、DC 安定化モード (「高速充電モード」という用語も使用されます - 高速充電フェーズ) への移行の瞬間から始まるバッテリー充電の最大持続時間を設定できます。このモードに切り替えると、ウォッチドッグタイマーが開始され、端子 T PRG に接続されたコンデンサの値によって特定の期間 T PRG にプログラムされます。このタイマーが期限切れになる前に、標準アルゴリズムに従ってバッテリー充電が終了しない場合 (バッテリーに流れる電流が I END 値を下回る減少)、タイマーが期限切れになった後、充電は強制的に中断されます。同じコンデンサの助けを借りて、プリチャージモードの最大期間が設定されます。これは期間 T PRG の 1/8 に等しくなります。また、この間に急速充電モードに移行しなかった場合、回路はオフになります。

2. プリチャージモード。 STBC08 デバイスの場合、このモードの電流が I BAT の 10% に等しい値に設定され、DC モードへのスイッチング電圧が固定されている場合、L6924U の修正ではこのアルゴリズムは変更されませんが、L6924D チップでは両方のこれらのパラメータのうちの 1 つは、I PRE 入力と V PRE 入力に接続された外部抵抗を使用して設定されます。

3. STBC08 および STC4054 デバイスの第 3 フェーズ (定電圧安定モード) での充電完了の符号は、I BAT の 10% に等しい値として設定されました。 L6924 チップでは、このパラメータは I END ピンに接続された外部抵抗の値でプログラムされます。さらに、L6924D の場合、V OUT ピンの電圧を一般に受け入れられている値 4.2 V から 4.1 V に下げることができます。

4. これらのマイクロ回路の最大充電電流 I PRG の値は、外部抵抗の値を使用する従来の方法で設定されます。

ご覧のとおり、外部抵抗を使用した STBC08 および STC4054 の単純な「充電」では、充電電流という 1 つのパラメータのみが設定されました。他のすべてのパラメーターはハードコーディングされているか、I BAT の関数でした。 L6924 マイクロ回路では、さらにいくつかのパラメータを微調整することが可能であり、さらに、バッテリー充電プロセスの最大期間にわたって「保険」が実行されます。

L6924 の両方の修正版では、入力電圧が主電源 AC/DC アダプタによって生成される場合、2 つの動作モードが提供されます。 1 つ目は、標準のリニア降圧出力電圧レギュレータモードです。 2 つ目は、準インパルスコントローラーモードです。最初のケースでは、アダプターから取得される入力電流の値よりわずかに小さい値の電流を負荷に供給できます。 DC 安定化モード (第 2 フェーズ - 急速充電フェーズ) では、入力電圧とバッテリーの「プラス」電圧の差が熱エネルギーとして放散され、その結果、この充電フェーズでの電力消費は最大。スイッチングレギュレータモードで動作する場合、入力電流値よりも大きな電流を負荷に供給できます。同時に、熱に変換されるエネルギーも大幅に減少します。これにより、第一にケース内の温度が下がり、第二にデバイスの効率が向上します。しかし同時に、リニアモードでの電流安定化の精度は約1％、パルスモードでは約7％であることに留意する必要があります。

線形モードおよび準パルスモードでの L6924 マイクロ回路の動作を図 4 に示します。

米。 4.

さらに、L6924U チップは、ネットワークアダプターからではなく、USB ポートから動作します。この場合、L6924U チップは、充電時間を長くすることで電力消費をさらに削減できるいくつかの技術ソリューションを実装しています。

チップ L6924D および L6924U には、充電の強制中断 (つまり、負荷の切断) SHDN 用の追加入力があります。

単純な充電マイクロ回路では、温度保護は、マイクロ回路ケース内の温度が 120 °C に上昇したときに充電を終了することで構成されます。もちろん、これは保護がまったくないよりは優れていますが、ケースの120°Cという値は、条件付き以上にバッテリー自体の温度に関連しています。 L6924 製品は、バッテリ温度に直接関係するサーミスタ (図 3 の抵抗 RT1) を接続する機能を提供します。この場合、充電が可能となる温度範囲を設定することが可能となる。氷点下の温度でリチウム電池を充電することは推奨されない一方で、充電中に電池が 50°C 以上に加熱することも非常に望ましくありません。サーミスターを使用することで、好ましい温度条件下でのみバッテリーを充電することが可能になります。

当然のことながら、L6924D および L6924U マイクロ回路の追加機能は、設計中のデバイスの機能を拡張するだけでなく、マイクロ回路パッケージ自体と外部のストラップ要素の両方が占めるボード上の面積の増加にもつながります。

STBC21 および STw4102 バッテリ充電チップ

これは、L6924 チップをさらに改良したものです。一方で、ほぼ同じ機能パッケージが実装されています。

リニアおよび疑似パルスモード。
サーミスタは温度保護の重要な要素としてバッテリーに接続されています。
充電プロセスの 3 つのフェーズすべてに対して定量的パラメータを設定する機能。

L6924 にはいくつかの追加機能がありません。

逆極性保護。
短絡保護。
L6924 との大きな違いは、パラメータ値やその他の設定を行うためのデジタル I 2 C インターフェイスの存在です。その結果、充電プロセスのより正確な設定が可能になります。推奨されるスイッチング回路を図 5 に示します。この場合、基板面積の節約や厳密な重量とサイズ特性の問題に価値がないことは明らかです。しかし、この超小型回路を小型のボイスレコーダー、プレーヤー、単純なモデルの携帯電話に使用することは期待されていないことも明らかです。むしろ、これらはラップトップや同様のデバイス用のバッテリーであり、バッテリーの交換は頻繁に行われる手順ではありませんが、安価ではありません。

米。 5.

5. カミオロ・ジャン、スクデリ・ジュゼッペ。バッテリ充電器およびアダプタのアプリケーションの無負荷時の合計消費電力の削減 STMicroelectronics のポリマー//材料。オンラインでの配置:

7. STEVAL-ISV012V1: リチウムイオン太陽電池充電器//STMicroelectronics の材料。オンラインでの配置: .

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コントローラーはそれ自体が便利なデバイスです。このトピックをよりよく理解するには、特定の例を使用する必要があります。そこで、バッテリーチャージコントローラーについて検討していきます。彼は何を表しているのでしょうか？どのようにアレンジされているのでしょうか？仕事の特徴は何ですか？

バッテリー充電コントローラーは何をするのですか?

エネルギー損失と支出の回復を監視するのに役立ちます。まず、彼は電気エネルギーから化学エネルギーへの変換を監視し、必要に応じて必要な回路やデバイスを供給します。バッテリー充電コントローラーを自分の手で作るのは難しくありません。ただし、故障した電源から取り外すこともできます。

コントローラーの仕組み

もちろん、普遍的なスキームはありません。しかし、多くの仕事では、電圧の上限と下限を調整する 2 つのトリム抵抗を使用しています。指定された制限を超えると、リレー巻線との相互作用が始まり、リレーがオンになります。動作中、電圧は技術的にあらかじめ定められた特定のレベルを下回ることはありません。ここでは、異なる範囲の境界があるという事実について話さなければなりません。したがって、バッテリーについては、3 ボルト、5 ボルト、12 ボルト、15 ボルトを取り付けることができます。理論的には、すべてはハードウェア実装に依存します。さまざまなケースでバッテリー充電コントローラーがどのように機能するかを見てみましょう。

種類は何ですか

バッテリー充電コントローラーが誇る豊富なバリエーションに注目してください。それらの種類について話す場合、範囲に応じて分類しましょう。

再生可能エネルギー源向け。
家電製品用。
モバイルデバイス向け。

もちろん、種自体ははるかに大きいです。ただし、バッテリーチャージコントローラーは総合的な観点から検討しているので、これで十分です。風車に使用されるものについて言えば、その電圧の上限は通常 15 ボルト、下限は 12 V です。この場合、バッテリーは標準モードで 12 V を生成できます。エネルギー源は常閉接点リレーを使用してそれに接続されます。バッテリー電圧が設定した15Vを超えるとどうなりますか? このような場合、コントローラはリレー接点を閉じます。その結果、バッテリからの電源が負荷安定器に切り替わります。特定の副作用があるため、ソーラーパネルでは特に人気がないことに注意してください。しかし、彼らにとってはそれが必須なのです。家電やモバイル機器にはそれぞれ特徴があります。さらに、タブレット、タッチ式およびプッシュボタン式携帯電話のバッテリー充電コントローラーはほぼ同じです。

携帯電話のリチウムイオン電池について調べてみた

電池を開けると、電池の端子に保護回路と呼ばれる小さな部品がハンダ付けされていることがわかります。実際には、継続的な監視が必要です。典型的なコントローラ回路は、SMD コンポーネントで作られた回路のベースとなる小型ボードです。さらに、それは 2 つのマイクロ回路に分割されており、そのうちの 1 つは制御回路であり、もう 1 つは実行回路です。 2番目について詳しく話しましょう。

執行体制

通常は 2 つあります。マイクロ回路自体は 6 または 8 ピンを持つことができます。バッテリーセルの充電と放電を個別に制御するために、同じハウジング内に配置された 2 つの電界効果トランジスタが使用されます。したがって、そのうちの 1 つが負荷を接続または切断できます。 2 番目のトランジスタも同じ動作をしますが、電源 (充電器) を使用します。この実装スキームのおかげで、バッテリーの動作に簡単に影響を与えることができます。必要に応じて他の場所でも使用できます。ただし、バッテリー充電コントローラー回路とそれ自体は、動作範囲が限られたデバイスや要素にのみ適用できることに留意する必要があります。これらの機能について詳しく説明します。

過充電保護

実際、電圧が4.2を超えると、過熱や爆発が発生する可能性があります。これを行うには、このインジケーターに達したときに充電を停止するような超小型回路の要素が選択されます。通常、使用または自己放電により電圧が 4 ～ 4.1 V に達するまでは、それ以上の充電はできません。これはリチウム電池充電コントローラーに割り当てられた重要な機能です。

過放電保護

電圧がデバイスの動作に問題を引き起こす重大な低い値（通常は2.3〜2.5Vの範囲）に達すると、携帯電話に電流を供給する役割を担う対応するMOSFETトランジスタがオフになります。次に、消費量を最小限に抑えたスリープモードに移行します。そしてこの作品にはかなり興味深い点がある。したがって、バッテリーセルの電圧が 2.9 ～ 3.1 V 以上になるまで、モバイルデバイスの電源を入れて通常モードで動作させることはできません。おそらく、電話を接続すると、充電中であることが表示されますが、電源を入れて通常モードで機能することを望まないことに気づいたかもしれません。

結論

ご覧のとおり、リチウムイオン電池充電コントローラーはモバイルデバイスの寿命を確保する上で重要な役割を果たし、耐用年数にプラスの影響を与えます。製造が容易なため、ほぼすべての携帯電話やタブレットに搭載されています。自分の目で見て、リチウムイオン電池充電コントローラーとその内容物を手で触りたい場合は、解析するときに化学元素を扱っていることを忘れないでください。。

これもまた、DIY ユーザー向けのデバイスです。
このモジュールを使用すると、miniUSB ケーブルを使用して USB ポートからリチウムイオン電池 (保護されたものと保護されていないものの両方) を充電できます。

プリント基板はメタライゼーションを施した両面グラスファイバーで、取り付けは簡単です。

充電は専用の充電コントローラー TP4056 に基づいて組み立てられました。
本当の計画。

バッテリー側では、デバイスは何も消費せず、永久にバッテリーに接続したままにすることができます。出力での短絡に対する保護 - あり (電流制限は 110mA)。バッテリーの逆方向保護機能はありません。
miniUSB 電源はボード上のニッケルによって二重化されています。

デバイスは次のように動作します。
バッテリーなしで電源が接続されている場合、赤色の LED が点灯し、青色の LED が定期的に点滅します。
放電したバッテリーが接続されると、赤色の LED が消え、青色の LED が点灯し、充電プロセスが開始されます。バッテリーの電圧が 2.9V 未満である限り、充電電流は 90 ～ 100mA に制限されます。電圧が 2.9V を超えると、充電電流は 800mA まで急激に増加し、さらに徐々に公称値 1000mA まで増加します。
電圧が 4.1V に達すると、充電電流は徐々に減少し始め、その後電圧は 4.2V で安定し、充電電流が 105mA に減少した後、LED が周期的に切り替わり始め、充電の終了を示しますが、充電はまだ継続します。青色LEDに切り替わります。電池電圧制御のヒステリシスに応じて切り替わります。
定格充電電流は 1.2kΩ 抵抗によって設定されます。必要に応じて、コントローラの仕様に従って抵抗値を増やすことにより、電流を減らすことができます。
R (kΩ) - I (mA)
10 - 130
5 - 250
4 - 300
3 - 400
2 - 580
1.66 - 690
1.5 - 780
1.33 - 900
1.2 - 1000