Ličio baterijos įkrovimo valdiklis. Mūsų dizaino ličio jonų ir ličio polimerų akumuliatoriai

26.06.2023

Variklis

Kiekvienos ląstelės įtampos valdymas:
Kai kurio nors elemento įtampa viršija ribines vertes, visa baterija automatiškai išsijungia.
Dabartinis valdymas:
Kai apkrovos srovė viršija ribines vertes, visa baterija automatiškai išsijungia.

Smeigtuko aprašymas:
"B-"- viso akumuliatoriaus minusas
"B1"- +3,7V
"B2"- +7,4V
"B3"- +11,1V
"B+"- bendras akumuliatoriaus pliusas
"P-"- minus apkrova (įkroviklis)
"P+"- plius apkrova (įkroviklis)
"T"- NTC 10K termistoriaus išėjimas

Valdiklis: S-8254A
S-8254A duomenų lapas.

Specifikacijos

Modelis: 4S-EBD01-4.
Serijiniu būdu prijungtų Li-Ion baterijų skaičius: 4 vnt.
Darbinės įtampos: 11,2V ... 16,8V.
Celės perkrovimo įtampa (VCU): 4,275±0,025V.
Perkrovos įtampa (VDD): 2,3±0,1V.
Nominali darbinė srovė: 3A - 4A.
Slenkstinė srovė (IEC): 4A - 6A.
Apsauga nuo perkrovimo.
Apsauga nuo perkaitimo.
Trumpojo jungimo apsauga.
Matmenys, mm: 15 x 46,1 x 2,62.
Svoris: 2 gr.

Garantija

Kiekvienai mūsų parduodamai prekei suteikiama garantija. Visada patenkiname kliento poreikius ir stengiamės išspręsti visas ginčytinas situacijas. Daugiau informacijos apie keitimo ir grąžinimo sąlygas rasite mūsų parduotuvėje nuorodoje.

Pažanga juda į priekį, o ličio baterijos vis dažniau pakeičia tradiciškai naudojamas NiCd (nikelio kadmio) ir NiMh (nikelio metalo hidrido) baterijas.
Su panašiu vieno elemento svoriu ličio talpa yra didelė, be to, elemento įtampa yra tris kartus didesnė - 3,6 V viename elemente, o ne 1,2 V.
Ličio baterijų kaina pradėjo artėti prie įprastų šarminių baterijų, jų svoris ir dydis yra daug mažesni, be to, jas galima ir reikia įkrauti. Gamintojas teigia, kad gali atlaikyti 300-600 ciklų.
Yra įvairių dydžių ir pasirinkti tinkamą nėra sunku.
Savaiminis išsikrovimas toks mažas, kad guli metų metus ir lieka įkrauti, t.y. prietaisas veikia, kai to reikia.

„C“ reiškia talpa

Dažnai yra „xC“ formos žymėjimas. Tai tik patogus akumuliatoriaus įkrovimo ar iškrovimo srovės žymėjimas, išreikštas jo talpos dalimis. Jis suformuotas iš angliško žodžio „Capacity“ (pajėgumas, talpa).
Kalbėdami apie įkrovimą 2C arba 0,1C srove, jie paprastai reiškia, kad srovė turi būti atitinkamai (2 × akumuliatoriaus talpa) / h arba (0,1 × akumuliatoriaus talpa) / h.
Pavyzdžiui, 720 mAh talpos baterija, kurios įkrovimo srovė yra 0,5 C, turi būti įkraunama 0,5 × 720 mAh / h = 360 mA srove, tai taip pat taikoma iškrovimui.

Ir jūs galite pasigaminti paprastą arba nelabai paprastą įkroviklį, priklausomai nuo jūsų patirties ir galimybių.

Paprasto LM317 įkroviklio diagrama

Ryžiai. 5.

Grandinė su programa užtikrina gana tikslų įtampos stabilizavimą, kurį nustato potenciometras R2.
Srovės stabilizavimas nėra toks svarbus kaip įtampos reguliavimas, todėl pakanka stabilizuoti srovę naudojant šunto rezistorių Rx ir NPN tranzistorių (VT1).

Reikiama įkrovimo srovė konkrečiam ličio jonų (Li-Ion) ir ličio polimero (Li-Pol) akumuliatoriui parenkama keičiant varžą Rx.
Atsparumas Rx maždaug atitinka tokį santykį: 0,95/Imax.
Diagramoje nurodyta rezistoriaus Rx vertė atitinka 200 mA srovę, tai yra apytikslė vertė, ji taip pat priklauso nuo tranzistoriaus.

Priklausomai nuo įkrovimo srovės ir įvesties įtampos, būtina numatyti radiatorių.
Normaliam stabilizatoriaus veikimui įvesties įtampa turi būti bent 3 voltais didesnė už akumuliatoriaus įtampą, kuri vienam bankui yra 7-9 V.

Paprasto LTC4054 įkroviklio diagrama

Ryžiai. 6.

LTC4054 įkrovimo valdiklį galite lituoti iš seno mobiliojo telefono, pavyzdžiui, „Samsung“ (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).

Ryžiai. 7. Šis mažas 5 kojų lustas pažymėtas „LTH7“ arba „LTADY“

Aš nesileisiu į smulkiausias darbo su mikroschema detales, viskas yra duomenų lape. Aprašysiu tik būtiniausias savybes.
Įkrovimo srovė iki 800 mA.
Optimali maitinimo įtampa yra nuo 4,3 iki 6 voltų.
Įkrovimo indikacija.
Išėjimo apsauga nuo trumpojo jungimo.
Apsauga nuo perkaitimo (įkrovimo srovės sumažinimas esant aukštesnei nei 120° temperatūrai).
Neįkrauna akumuliatoriaus, kai jo įtampa yra mažesnė nei 2,9 V.

Įkrovimo srovė nustatoma rezistorius tarp penktosios mikroschemos išvesties ir žemės pagal formulę

I=1000/R,
kur I yra įkrovimo srovė amperais, R yra rezistoriaus varža omais.

Ličio baterijos išsikrovimo indikatorius

Čia yra paprasta grandinė, kuri užsidega šviesos diodu, kai akumuliatoriaus įkrovos lygis yra mažas, o jo likutinė įtampa yra artima kritinei.

Ryžiai. 8.

Tranzistoriai yra bet kokie mažos galios. Šviesos diodo uždegimo įtampa parenkama rezistorių R2 ir R3 dalikliu. Geriau jungti grandinę po apsaugos bloku, kad šviesos diodas visiškai neiškrautų akumuliatoriaus.

Patvarumo niuansas

Gamintojas paprastai teigia 300 ciklų, tačiau jei ličio kraunate tik 0,1 V mažiau, iki 4,10 V, tada ciklų skaičius padidėja iki 600 ar net daugiau.

Naudojimas ir atsargumo priemonės

Galima drąsiai teigti, kad ličio polimerų baterijos yra „švelniausios“ egzistuojančios baterijos, tai yra, jos reikalauja privalomo kelių paprastų, bet privalomų taisyklių, dėl kurių nesilaikymo kyla bėdų.
1. Neleidžiama įkrauti, kai įtampa viršija 4,20 voltų.
2. Nejunkite akumuliatoriaus trumpojo jungimo.
3. Draudžiama išsikrauti srovėmis, viršijančiomis apkrovą arba kaitinant akumuliatorių virš 60 °C. 4. Žemesnė nei 3,00 voltų įtampa vienam stiklainiui yra kenksminga.
5. Baterijos kaitinimas virš 60°C yra kenksmingas. 6. Akumuliatoriaus slėgio mažinimas yra kenksmingas.
7. Kenksmingas laikymas iškrautoje būsenoje.

Pirmųjų trijų punktų nesilaikymas sukelia gaisrą, likusieji – visišką ar dalinį pajėgumo praradimą.

Iš ilgamečio naudojimo praktikos galiu pasakyti, kad baterijų talpa kinta nedaug, tačiau didėja vidinė varža ir akumuliatorius pradeda veikti mažiau laiku esant didelėms vartojimo srovėms – atrodo, kad talpa sumažėjo.
Todėl dažniausiai dedu didesnės talpos, ką leidžia įrenginio išmatavimai, ir net senos, dešimties metų senumo skardinės veikia visai neblogai.

Nelabai didelėms srovėms tinka senos baterijos.

Iš seno nešiojamojo kompiuterio akumuliatoriaus galite ištraukti daugybę puikiai veikiančių 18650 baterijų.

Kur naudoti ličio baterijas

Atsuktuvą ir elektrinį atsuktuvą jau seniai paverčiau ličiu. Šias priemones naudoju reguliariai. Dabar net po metų nenaudojimo jie veikia be įkrovimo!

Nedideles baterijas dedu į vaikiškus žaislus, laikrodžius ir pan., kur buvo 2-3 gamykliniai "planšečių" elementai. Kur tiksliai reikia 3V, pridedu vieną diodą nuosekliai ir pasirodo kaip tik.

Įdėjau LED žibintuvėlius.

Vietoj brangaus ir mažos talpos Krona 9V į testerį sumontavau 2 skardines ir pamiršau visas problemas bei papildomas išlaidas.

Apskritai aš jį dedu visur, kur pasirodo, vietoj baterijų.

Kur nusipirkti ličio ir naudingumo šia tema

Yra parduodami. Toje pačioje nuorodoje rasite įkrovimo modulių ir kitų naudingų dalykų pasidaryk pats.

Pajėgumų sąskaita kinai dažniausiai meluoja ir yra mažiau nei parašyta.

Sąžiningas Sanyo 18650

Šiuolaikiniuose mobiliuosiuose elektroniniuose įrenginiuose, net ir tuose, kurie skirti sumažinti energijos suvartojimą, neatsinaujinančių baterijų naudojimas yra praeitis. O ekonominiu požiūriu jau per trumpą laiką bendra reikiamo skaičiaus vienkartinių baterijų kaina greitai viršys vienos baterijos savikainą, o naudotojo patogumo požiūriu ją lengviau įkrauti. bateriją, nei ieškoti, kur nusipirkti naują akumuliatorių. Atitinkamai, akumuliatorių įkrovikliai tampa preke, kurios paklausa yra garantuota. Nenuostabu, kad beveik visi maitinimo įtaisų integrinių grandynų gamintojai atkreipia dėmesį į „įkrovimo“ kryptį.

Prieš penkerius metus diskusijos apie akumuliatorių įkrovimo mikroschemas (Battery Chargers IC) prasidėjo nuo pagrindinių akumuliatorių tipų – nikelio ir ličio – palyginimo. Tačiau dabar nikelio baterijos praktiškai nebenaudojamos ir dauguma įkrovimo mikroschemų gamintojų arba visiškai nustojo gaminti mikroschemas nikelio baterijoms, arba išleidžia mikroschemas, kurios yra nepakeičiamos baterijų technologijoms (vadinamoji Multi-Chemistry IC). STMicroelectronics gaminių asortimente šiuo metu yra tik mikroschemos, skirtos dirbti su ličio baterijomis.

Trumpai prisiminkime pagrindines ličio baterijų savybes. Privalumai:

Didelė specifinė elektrinė galia. Tipinės vertės yra 110…160W*h*kg, tai yra 1,5…2,0 karto didesnė už analogišką nikelio baterijų parametrą. Atitinkamai, esant vienodiems matmenims, ličio akumuliatoriaus talpa yra didesnė.
Mažas savaiminis išsikrovimas: maždaug 10% per mėnesį. Nikelio baterijose šis parametras yra 20 ... 30%.

Nėra „atminties efekto“, todėl šią bateriją lengva prižiūrėti: nereikia iškrauti akumuliatoriaus iki minimumo prieš įkraunant.

Ličio baterijų trūkumai:

Srovės ir įtampos apsaugos poreikis. Visų pirma, būtina atmesti akumuliatoriaus gnybtų trumpojo jungimo galimybę, tiekiant atvirkštinio poliškumo įtampą, perkrauti.
Apsaugos nuo perkaitimo poreikis: jei akumuliatorius įkaista virš tam tikros temperatūros, neigiamai paveiks jo talpa ir tarnavimo laikas.

Yra dvi pramoninės ličio baterijų gamybos technologijos: ličio jonų (Li-Ion) ir ličio polimerų (Li-Pol). Tačiau kadangi šių baterijų įkrovimo algoritmai yra vienodi, įkrovimo lustai neatskiria ličio jonų ir ličio polimerų technologijų. Dėl šios priežasties mes praleidžiame Li-Ion ir Li-Pol baterijų privalumus ir trūkumus, remdamiesi literatūra.

Apsvarstykite 1 paveiksle parodytą ličio baterijos įkrovimo algoritmą.

Ryžiai. 1.

Pirmoji fazė, vadinamasis išankstinis įkrovimas, naudojamas tik tada, kai baterija yra labai išsikrovusi. Jei akumuliatoriaus įtampa yra žemesnė nei 2,8 V, tuomet jo nereikėtų iš karto įkrauti maksimalia įmanoma srove: tai labai neigiamai paveiks akumuliatoriaus tarnavimo laiką. Pirmiausia reikia „perkrauti“ akumuliatorių maža srove iki maždaug 3,0 V, o tik po to įkrovimas maksimalia srove tampa priimtinas.

Antroji fazė: įkroviklis kaip nuolatinės srovės šaltinis. Šiame etape per akumuliatorių teka didžiausia srovė tam tikromis sąlygomis. Tuo pačiu metu akumuliatoriaus įtampa palaipsniui didėja, kol pasiekia ribinę 4,2 V vertę. Griežtai kalbant, baigus antrąjį etapą, įkrovimą galima sustabdyti, tačiau reikia turėti omenyje, kad akumuliatorius šiuo metu įkraunamas apie 70% savo talpos. Atkreipkite dėmesį, kad daugelyje įkroviklių maksimali srovė tiekiama ne iš karto, o palaipsniui didėja iki maksimumo per kelias minutes – naudojamas Soft Start mechanizmas.

Jei pageidaujama įkrauti akumuliatorių iki talpos verčių, artimų 100%, pereikime prie trečiosios fazės: įkroviklis kaip nuolatinės įtampos šaltinis. Šiame etape akumuliatoriui taikoma pastovi 4,2 V įtampa, o per akumuliatorių tekanti srovė įkrovimo metu sumažėja nuo maksimalios iki tam tikros iš anksto nustatytos minimalios vertės. Tuo metu, kai srovės vertė sumažėja iki šios ribos, akumuliatoriaus įkrovimas laikomas baigtu ir procesas baigiasi.

Prisiminkite, kad vienas iš pagrindinių akumuliatoriaus parametrų yra jo talpa (matavimo vienetas – Ah). Taigi, tipinė AAA dydžio ličio jonų akumuliatoriaus talpa yra 750 ... 1300 mAh. Kaip šio parametro išvestinė naudojama charakteristika „srovė 1C“, tai yra srovės vertė, skaitinė lygi vardinei talpai (pateiktame pavyzdyje 750 ... 1300 mA). „Current 1C“ reikšmė prasminga tik kaip didžiausios srovės apibrėžimas įkraunant akumuliatorių ir srovės, kuriai esant įkrovimas laikomas baigtu, apibrėžimas. Visuotinai pripažįstama, kad maksimalios srovės vertė neturi viršyti 1 * 1 C, o akumuliatoriaus įkrovimas gali būti laikomas baigtu, kai srovė sumažėja iki 0,05 ... 0,10 * 1 C. Tačiau tai yra parametrai, kurie gali būti laikomi optimaliais tam tikro tipo akumuliatoriui. Realiai tas pats įkroviklis gali veikti su skirtingų gamintojų ir skirtingos talpos baterijomis, o konkretaus akumuliatoriaus talpa įkrovikliui lieka nežinoma. Vadinasi, bet kokios talpos akumuliatorius įkraunamas ne optimaliu akumuliatoriaus režimu, o įkrovikliui iš anksto nustatytame režime.

Pereikime prie STMicroelectronics įkrovimo mikroschemų linijos svarstymo.

Lustai STBC08 ir STC4054

Šios mikroschemos yra gana paprasti produktai, skirti įkrauti ličio baterijas. Mikroschemos yra pagamintos atitinkamai miniatiūrinėse ir tipo pakuotėse. Tai leidžia naudoti šiuos komponentus mobiliuosiuose įrenginiuose, kuriems keliami gana griežti svorio ir dydžio charakteristikų reikalavimai (pavyzdžiui, mobiliuosiuose telefonuose, MP3 grotuvuose). Perjungimo schemos ir parodytos 2 pav.

Ryžiai. 2.

Nepaisant apribojimų, kuriuos nustato minimalus išorinių kaiščių skaičius pakuotėse, mikroschemos turi gana platų funkcionalumą:

Nereikia išorinio MOSFET, blokavimo diodo ir srovės rezistoriaus. Kaip matyti iš 2 paveikslo, išorinis susiejimas apsiriboja filtravimo kondensatoriumi įėjime, programavimo rezistoriumi ir dviem (vienas STC4054) indikatoriaus šviesos diodais.
Didžiausia įkrovimo srovės vertė yra užprogramuota pagal išorinio rezistoriaus vertę ir gali siekti 800 mA. Įkrovimo pabaigos faktas nustatomas tuo metu, kai nuolatinės įtampos režimu įkrovimo srovės vertė nukrenta iki 0,1 * I BAT, tai yra, ją taip pat nustato išorinio rezistoriaus vertė. Didžiausia įkrovimo srovė nustatoma pagal santykį:

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

kur I BAT – įkrovimo srovė amperais, R PROG – rezistoriaus varža omų, V PROG – įtampa PROG išėjime, lygi 1,0 volto.

Pastovios įtampos režimu išėjime susidaro stabili 4,2 V įtampa, kurios tikslumas ne mažesnis kaip 1%.
Labai išsikrovusių akumuliatorių įkrovimas automatiškai pradedamas išankstinio įkrovimo režimu. Kol įtampa prie akumuliatoriaus išėjimo pasiekia 2,9 V, įkraunama silpna 0,1 * I BAT srove. Toks būdas, kaip jau minėta, apsaugo nuo labai tikėtino gedimo bandant įprastu būdu įkrauti stipriai išsikrovusias baterijas. Be to, įkrovimo srovės pradinės vertės vertė yra priverstinai ribojama, o tai taip pat padidina akumuliatorių tarnavimo laiką.
Įdiegtas automatinio lašelinio įkrovimo režimas – akumuliatoriaus įtampai nukritus iki 4,05V, įkrovimo ciklas bus paleistas iš naujo. Tai leidžia užtikrinti nuolatinį akumuliatoriaus įkrovimą ne žemesniu kaip 80% jo vardinės talpos.
Apsauga nuo viršįtampio ir perkaitimo. Jei įvesties įtampos vertė viršija tam tikrą ribą (ypač 7,2 V) arba korpuso temperatūra viršija 120°C, įkroviklis išsijungs, apsaugodamas save ir akumuliatorių. Žinoma, įdiegta ir žemos įėjimo įtampos apsauga – įėjimo įtampai nukritus žemiau tam tikro lygio (U VLO), išsijungs ir įkroviklis.
Galimybė prijungti LED indikatorius leidžia vartotojui susidaryti vaizdą apie esamą akumuliatoriaus įkrovimo proceso būseną.

L6924D ir L6924U baterijų įkrovimo lustai

Šios mikroschemos yra įrenginiai, turintys daugiau funkcijų nei STBC08 ir STC4054. 3 paveiksle pavaizduotos tipinės mikroschemų įjungimo grandinės ir .

Ryžiai. 3.

Apsvarstykite tas funkcines mikroschemų savybes, susijusias su akumuliatoriaus įkrovimo proceso parametrų nustatymu:

1. Abiejose modifikacijose galima nustatyti maksimalią akumuliatoriaus įkrovimo trukmę pradedant nuo perėjimo į nuolatinės srovės stabilizavimo režimą momento (taip pat vartojamas terminas „greito įkrovimo režimas“ – Fast charge phase). Perjungiant į šį režimą, paleidžiamas budėjimo laikmatis, užprogramuotas tam tikram laikui T PRG pagal kondensatoriaus, prijungto prie gnybto T PRG, vertę. Jei, nepasibaigus šiam laikmačiui, akumuliatoriaus įkrovimas nenutraukiamas pagal standartinį algoritmą (per akumuliatorių tekančios srovės sumažėjimas žemiau I END vertės), tada pasibaigus laikmačiui įkrovimas bus nutrauktas priverstinai. To paties kondensatoriaus pagalba nustatoma maksimali išankstinio įkrovimo režimo trukmė: ji lygi 1/8 trukmės T PRG . Be to, jei per tą laiką nebuvo pereita prie greito įkrovimo režimo, grandinė išsijungia.

2. Išankstinio įkrovimo režimas. Jei įrenginiui STBC08 srovė šiuo režimu buvo nustatyta kaip vertė, lygi 10% I BAT, o perjungimo į nuolatinės srovės režimą įtampa buvo fiksuota, tai modifikuojant L6924U šis algoritmas liko nepakitęs, tačiau L6924D luste abu iš šių parametrų nustatomi išoriniai rezistoriai, prijungti prie I PRE ir V PRE įėjimų.

3. Įkrovimo užbaigimo trečioje fazėje (nuolatinės įtampos stabilizavimo režimu) ženklas STBC08 ir STC4054 įrenginiuose nustatytas kaip reikšmė, lygi 10% I BAT . L6924 lustuose šis parametras yra užprogramuotas išorinio rezistoriaus, prijungto prie I END kaiščio, reikšme. Be to, naudojant L6924D, V OUT kaiščio įtampą galima sumažinti nuo visuotinai priimtos 4,2 V vertės iki 4,1 V.

4. Maksimalios įkrovimo srovės I PRG reikšmė šiose mikroschemose nustatoma tradiciniu būdu – naudojant išorinio rezistoriaus vertę.

Kaip matote, paprastuose STBC08 ir STC4054 „įkrovimuose“, naudojant išorinį rezistorių, buvo nustatytas tik vienas parametras - įkrovimo srovė. Visi kiti parametrai buvo užkoduoti arba buvo I BAT funkcija. L6924 mikroschemose galima sureguliuoti dar kelis parametrus, be to, „draudimas“ vykdomas maksimaliai akumuliatoriaus įkrovimo proceso trukmei.

Abiejose L6924 modifikacijose numatyti du veikimo režimai, jei įėjimo įtampą generuoja tinklo AC/DC adapteris. Pirmasis yra standartinis linijinis išėjimo įtampos reguliatoriaus režimas. Antrasis yra kvaziimpulsinio valdiklio režimas. Pirmuoju atveju į apkrovą gali būti tiekiama srovė, kurios vertė yra šiek tiek mažesnė už įvesties srovės, paimtos iš adapterio, vertę. Nuolatinės srovės stabilizavimo režime (antroji fazė - greito įkrovimo fazė) skirtumas tarp įvesties įtampos ir įtampos, esančios akumuliatoriaus "pliuse", yra išsklaidomas kaip šiluminė energija, todėl galios išsklaidymas šioje įkrovimo fazėje yra maksimalus. Dirbant perjungimo reguliatoriaus režimu, į apkrovą gali būti tiekiama srovė, kurios vertė yra didesnė už įėjimo srovės vertę. Tuo pačiu metu į šilumą patenka daug mažiau energijos. Tai, pirma, sumažina temperatūrą korpuso viduje ir, antra, padidina įrenginio efektyvumą. Tačiau tuo pat metu reikia turėti omenyje, kad srovės stabilizavimo tikslumas tiesiniu režimu yra maždaug 1%, o impulsiniu režimu - apie 7%.

L6924 mikroschemų veikimas tiesiniu ir kvaziimpulsiniu režimais parodytas 4 pav.

Ryžiai. 4.

Be to, L6924U lustas gali veikti ne iš tinklo adapterio, o iš USB prievado. Šiuo atveju L6924U lustas įgyvendina kai kuriuos techninius sprendimus, kurie gali dar labiau sumažinti energijos išsklaijimą, padidindami įkrovimo laiką.

Lustai L6924D ir L6924U turi papildomą įvestį priverstiniam įkrovimo (ty apkrovos atjungimo) SHDN nutraukimui.

Paprastose įkrovimo mikroschemose apsauga nuo temperatūros susideda iš įkrovimo nutraukimo, kai temperatūra mikroschemos korpuso viduje pakyla iki 120 ° C. Tai, žinoma, yra geriau nei visiškas apsaugos nebuvimas, tačiau korpuso 120 ° C vertė yra daugiau nei sąlyginai susijusi su pačios akumuliatoriaus temperatūra. L6924 gaminiai suteikia galimybę prijungti termistorių, kuris yra tiesiogiai susijęs su akumuliatoriaus temperatūra (rezistorius RT1 3 pav.). Tokiu atveju tampa įmanoma nustatyti temperatūros diapazoną, kuriame bus galima įkrauti akumuliatorių. Viena vertus, nerekomenduojama krauti ličio baterijų esant minusinei temperatūrai, kita vertus, taip pat labai nepageidautina, jei įkrovimo metu akumuliatorius įkaista daugiau nei 50°C. Naudojant termistorių, akumuliatorių galima įkrauti tik esant palankioms temperatūros sąlygoms.

Natūralu, kad papildomas mikroschemų L6924D ir L6924U funkcionalumas ne tik išplečia projektuojamo įrenginio galimybes, bet ir padidina plotą ant plokštės, kurį užima tiek pats mikroschemų paketas, tiek išoriniai tvirtinimo elementai.

STBC21 ir STw4102 baterijų įkrovimo lustai

Tai dar vienas L6924 lusto patobulinimas. Viena vertus, įgyvendintas maždaug tas pats funkcinis paketas:

Linijinis ir kvaziimpulsinis režimas.
Termistorius prijungtas prie akumuliatoriaus kaip pagrindinis temperatūros apsaugos elementas.
Galimybė nustatyti kiekybinius parametrus visoms trims įkrovimo proceso fazėms.

Kai kurių papildomų funkcijų trūksta L6924:

Apsauga nuo atvirkštinio poliškumo.
Trumpojo jungimo apsauga.
Reikšmingas skirtumas nuo L6924 yra skaitmeninės I 2 C sąsajos buvimas parametrų reikšmėms ir kitiems parametrams nustatyti. Dėl to įkrovimo proceso nustatymai tampa tikslesni. Rekomenduojama perjungimo grandinė parodyta 5 paveiksle. Akivaizdu, kad šiuo atveju plokštės ploto taupymo ir standžių svorio bei dydžio charakteristikų klausimas nėra vertas. Tačiau akivaizdu ir tai, kad šios mikroschemos panaudojimas mažo dydžio diktofonuose, grotuvuose ir paprastų modelių mobiliuosiuose telefonuose nesitikima. Greičiau tai nešiojamiesiems kompiuteriams ir panašiems įrenginiams skirtos baterijos, kur baterijų keitimas yra reta, bet ir nepigi procedūra.

Ryžiai. 5.

5. Camiolo Jean, Scuderi Giuseppe. Akumuliatorių įkroviklių ir adapterių naudojimo be apkrovos bendros energijos suvartojimo sumažinimas Polimeras// STMicroelectronics medžiaga. Vieta internete:

7. STEVAL-ISV012V1: ličio jonų saulės baterijų įkroviklis//Medžiaga iš STMicroelectronics. Vieta internete: .

Techninės informacijos gavimas, pavyzdžių užsakymas, pristatymas – el.

Valdikliai yra patys naudingi įrenginiai. O norint geriau suprasti šią temą, reikia padirbėti su konkrečiu pavyzdžiu. Todėl mes apsvarstysime akumuliatoriaus įkrovimo valdiklį. Ką jis atstovauja? Kaip tai sutvarkyta? Kokios yra darbo ypatybės?

Ką veikia akumuliatoriaus įkrovimo valdiklis?

Jis skirtas stebėti energijos nuostolių ir išlaidų atgavimą. Pirmiausia jis užsiima elektros energijos pavertimo chemine energija stebėjimu, kad vėliau, esant reikalui, būtų tiekiama reikiamos grandinės ar įrenginiai. Savo rankomis pasidaryti akumuliatoriaus įkrovimo valdiklį nėra sunku. Tačiau jį taip pat galima išimti iš sugedusių maitinimo šaltinių.

Kaip veikia valdiklis

Žinoma, universalios schemos nėra. Tačiau daugelis savo darbe naudoja du apdailos rezistorius, kurie reguliuoja viršutinę ir apatinę įtampos ribas. Kai jis viršija nurodytas ribas, prasideda sąveika su relės apvijomis ir ji įsijungia. Kol jis veikia, įtampa nenukris žemiau tam tikro, techniškai iš anksto nustatyto lygio. Čia turėtume kalbėti apie tai, kad yra kitoks ribų diapazonas. Taigi, akumuliatoriui gali būti sumontuoti trys, penki, dvylika ir penkiolika voltų. Teoriškai viskas priklauso nuo aparatinės įrangos diegimo. Pažiūrėkime, kaip akumuliatoriaus įkrovimo valdiklis veikia skirtingais atvejais.

Kokie yra tipai

Reikėtų pažymėti nemažą įvairovę, kuria gali pasigirti akumuliatoriaus įkrovimo valdikliai. Jei kalbėsime apie jų tipus, atlikime klasifikaciją pagal taikymo sritį:

Dėl atsinaujinančių energijos šaltinių.
Buitinei technikai.
Mobiliesiems įrenginiams.

Žinoma, pačios rūšys yra daug didesnės. Bet kadangi mes svarstome apie akumuliatoriaus įkrovimo valdiklį iš bendros pusės, tai mums jų užteks. Jei kalbėtume apie tuos, kurie naudojami vėjo malūnams, tai juose viršutinė įtampos riba paprastai yra 15 voltų, o apatinė - 12 V. Tokiu atveju baterija gali generuoti 12 V įtampą standartiniu režimu. prijungtas prie jo naudojant normaliai uždarytų kontaktų relę. Kas nutinka, kai akumuliatoriaus įtampa viršija nustatytą 15 V? Tokiais atvejais valdiklis uždaro relės kontaktus. Dėl to maitinimo šaltinis iš akumuliatoriaus perjungiamas į apkrovos balastą. Reikėtų pažymėti, kad dėl tam tikrų šalutinių poveikių jis nėra ypač populiarus su saulės baterijomis. Tačiau jiems jie yra privalomi. Buitinė technika ir mobilieji įrenginiai turi savo ypatybes. Be to, planšetinio kompiuterio, jutiklinių ir mygtukų mobiliųjų telefonų akumuliatoriaus įkrovimo valdiklis yra beveik identiškas.

Žvilgsnis į ličio jonų mobiliojo telefono bateriją

Jei atidarysite bet kurią bateriją, pastebėsite, kad prie elemento gnybtų yra prilituotas mažas, vadinamas apsaugos grandine. Faktas yra tas, kad juos reikia nuolat stebėti. Tipiška valdiklio grandinė yra miniatiūrinė plokštė, ant kurios yra pagrįsta grandinė iš SMD komponentų. Jis, savo ruožtu, yra padalintas į dvi mikroschemas - viena iš jų yra valdymo, o kita - vykdomoji. Pakalbėkime išsamiau apie antrąjį.

vykdomoji schema

Jis pagrįstas Paprastai yra du iš jų. Pati mikroschema gali turėti 6 arba 8 kontaktus. Atskirai valdyti akumuliatoriaus elemento įkrovimą ir iškrovimą naudojami du lauko tranzistoriai, kurie yra tame pačiame korpuse. Taigi, vienas iš jų gali prijungti arba atjungti apkrovą. Antrasis tranzistorius atlieka tuos pačius veiksmus, bet su maitinimo šaltiniu (kuris yra įkroviklis). Dėl šios įgyvendinimo schemos galite lengvai paveikti akumuliatoriaus veikimą. Jei norite, galite naudoti kitur. Tačiau reikia nepamiršti, kad akumuliatoriaus įkrovimo valdiklio grandinė ir pati ji gali būti taikoma tik įrenginiams ir elementams, kurių veikimo diapazonas yra ribotas. Dabar mes išsamiau aptarsime šias funkcijas.

Apsauga nuo perkrovimo

Faktas yra tas, kad jei įtampa viršija 4,2, gali įvykti perkaitimas ir net sprogimas. Norėdami tai padaryti, parenkami tokie mikroschemų elementai, kurie nustos krauti, kai bus pasiektas šis indikatorius. Ir paprastai, kol įtampa nepasieks 4-4,1 V dėl naudojimo ar savaiminio išsikrovimo, tolesnis įkrovimas nebus įmanomas. Tai svarbi funkcija, priskirta ličio baterijos įkrovimo valdikliui.

Apsauga nuo perkaitimo

Kai įtampa pasiekia kritiškai mažas vertes, dėl kurių įrenginio veikimas yra problemiškas (dažniausiai 2,3–2,5 V diapazone), atitinkamas MOSFET tranzistorius išsijungia, kuris yra atsakingas už srovės tiekimą į mobilųjį telefoną. Toliau pereinama į miego režimą su minimaliu suvartojimu. Ir yra gana įdomus darbo aspektas. Taigi, kol akumuliatoriaus elemento įtampa nepasieks daugiau nei 2,9–3,1 V, mobilusis įrenginys negali būti įjungtas dirbti įprastu režimu. Tikriausiai pastebėjote, kad prijungus telefoną jis rodo, kad jis kraunasi, bet nenori įsijungti ir veikti įprastu režimu.

Išvada

Kaip matote, Li-Ion akumuliatoriaus įkrovimo valdiklis atlieka svarbų vaidmenį užtikrinant mobiliųjų įrenginių ilgaamžiškumą ir teigiamai veikia jų tarnavimo laiką. Dėl gamybos paprastumo juos galima rasti beveik bet kuriame telefone ar planšetiniame kompiuteryje. Jei yra noras pamatyti savo akimis, o Li-Ion baterijos įkrovimo valdiklį ir jo turinį paliesti rankomis, tada analizuodami jį turėtumėte prisiminti, kad dirbate su cheminiu elementu, todėl turėtumėte būti atsargūs. .

Ir vėl prietaisas „pasidaryk pats“.
Modulis leidžia įkrauti Li-Ion baterijas (tiek apsaugotas, tiek neapsaugotas) iš USB prievado naudojant miniUSB laidą.

Spausdintinė plokštė yra dvipusė stiklo pluošto su metalizacija, montavimas tvarkingas.

Įkrovimas buvo surinktas specializuoto įkrovimo valdiklio TP4056 pagrindu.
Tikra schema.

Akumuliatoriaus pusėje įrenginys nieko nenaudoja ir gali būti nuolat prijungtas prie akumuliatoriaus. Apsauga nuo trumpojo jungimo išėjime – taip (su srovės riba 110mA). Akumuliatoriaus atbulinės eigos apsaugos nėra.
MiniUSB maitinimo šaltinį dubliuoja nikeliai ant plokštės.

Prietaisas veikia taip:
Kai maitinimas prijungtas be akumuliatoriaus, užsidega raudonas šviesos diodas, o mėlynas periodiškai mirksi.
Prijungus išsikrovusį akumuliatorių, raudonas šviesos diodas užgęsta ir užsidega mėlynas – prasideda įkrovimo procesas. Kol akumuliatoriaus įtampa yra mažesnė nei 2,9 V, įkrovimo srovė ribojama iki 90–100 mA. Padidėjus įtampai virš 2,9 V, įkrovimo srovė smarkiai padidėja iki 800 mA, o toliau palaipsniui didėja iki nominalios 1000 mA vertės.
Kai įtampa pasiekia 4,1 V, įkrovimo srovė palaipsniui pradeda mažėti, tada įtampa stabilizuojasi ties 4,2 V, o įkrovimo srovei sumažėjus iki 105 mA, šviesos diodai pradeda periodiškai persijungti, rodydami įkrovimo pabaigą. įkrovimas vis tiek tęsiamas, kai įjungiamas mėlynas šviesos diodas. Perjungimas vyksta pagal akumuliatoriaus įtampos valdymo histerezę.
Nominali įkrovimo srovė nustatoma 1,2 kΩ rezistorius. Jei reikia, srovę galima sumažinti padidinus rezistoriaus vertę pagal valdiklio specifikaciją.
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