Контролер заряду літієвих акб. Li-ion та Li-polymer акумулятори в наших конструкціях

26.06.2023

Двигун

Контроль напруги на кожному з осередків:
При виході напруги на якийсь із осередків за порогові значення вся батарея автоматично відключається.
Контроль за струмом:
При перевищенні струмом навантаження порогових значень вся батарея автоматично вимикається.

Опис висновків:
"B-"- загальний мінус батареї
"B1"- +3,7В
"B2"- +7,4В
"B3"- +11,1В
"B+"- загальний плюс батареї
"P-"- мінус навантаження (зарядного пристрою)
"P+"- плюс навантаження (зарядного пристрою)
"T"- Вихід терморезистора NTC 10K

Контролер: S-8254А
Даташить на S-8254А.

Технічні характеристики

Модель: 4S-EBD01-4.
Кількість послідовно з'єднаних Li-Ion АКБ: 4шт.
Робоча напруга: 11,2В... 16,8В.
Напруга перезаряду осередку (VCU): 4,275±0,025В.
Напруга перерозряду (VDD): 2,3±0,1В.
Номінальний робочий струм: 3А – 4А.
Порогове значення струму (IEC): 4А – 6А.
Захист від перезаряджання.
Захист від перерозряду.
Захист від КЗ.
Розміри, мм: 15 х 46.1 х 2.62.
Вага: 2 гр.

Гарантія

На кожен товар, що продається нами, поширюється гарантія. Ми завжди йдемо назустріч клієнту та намагаємося вирішити всі спірні ситуації. Більш детально Ви можете ознайомитись з умовами обміну та повернення у нашому магазині за посиланням.

Прогрес йде вперед, і на зміну традиційним NiCd (нікель-кадмієвим) і NiMh (нікель-металогідридним) все частіше приходять літієві акумулятори.
При порівнянні ваги одного елемента, літій має велику ємність, крім того, напруга елемента у них втричі вище - 3,6 V на елемент, замість 1,2 V.
Вартість літієвих акумуляторів почала наближатися до звичайних лужних батарей, вага і розмір набагато менші, та до того ж їх можна і потрібно заряджати. Виробник каже, 300-600 циклів витримують.
Розміри є різні і підібрати потрібний не складає труднощів.
Саморозряд настільки низький, що лежать роками залишаються зарядженими, тобто. пристрій залишається робочим коли він потрібний.

"С" означає Capacity

Часто зустрічається позначення виду xC. Це просто зручне позначення струму заряду або розряду акумулятора із частками його ємності. Утворено від англійського слова Capacity (місткість, ємність).
Коли говорять про зарядку струмом 2С, або 0.1С, зазвичай мають на увазі, що струм повинен становити (2 × ємність акумулятора)/h або (0.1 × ємність акумулятора)/h відповідно.
Наприклад, акумулятор ємністю 720 mAh, для якого струм заряду становить 0.5С, треба заряджати струмом 0.5 × 720mAh/h = 360 мА, це стосується і розряду.

А можна зробити найпростіший або не дуже простий зарядний пристрій, залежно від вашого досвіду та можливостей.

Схема простого зарядного пристрою на LM317

Мал. 5.

Схема із застосуванням забезпечує досить точну стабілізацію напруги, що встановлюється потенціометром R2.
Стабілізація струму не така критична, як стабілізація напруги, тому достатньо стабілізувати струм за допомогою шунтуючого резистора Rx і NPN-транзистора (VT1).

Необхідний струм зарядки для конкретного літій-іонного (Li-Ion) та літій-полімерного (Li-Pol) акумулятора вибирається шляхом зміни опору Rx.
Опір Rx приблизно відповідає наступному відношенню: 0,95/Imax.
Вказане на схемі значення резистора Rx відповідає струму 200 мА, це зразкове значення, залежить так само від транзистора.

Потрібно забезпечити радіатором залежно від струму заряду та вхідної напруги.
Вхідна напруга повинна бути вищою за напругу акумулятора мінімум на 3 Вольта для нормальної роботи стабілізатора, що для однієї банки становить?7-9 V.

Схема простого зарядного пристрою на LTC4054

Мал. 6.

Можна випаяти контролер заряду LTC4054 зі старого стільникового телефону, наприклад Samsung (C100, С110, Х100, E700, E800, E820, P100, P510).

Мал. 7. У цього дрібного 5-ногого чіпа маркування «LTH7» або «LTADY»

Вдаватися в найдрібніші подробиці роботи з мікросхемою я не буду, все є в датасіті. Опишу лише найнеобхідніші особливості.
Струм заряду до 800 мА.
Оптимальна напруга від 4,3 до 6 Вольт.
Індикація заряду.
Захист від КЗ на виході.
Захист від перегріву (зниження струму заряду за температури більше 120°).
Не заряджає акумулятор при напрузі на ньому нижче 2,9V.

Струм заряду задається резистором між п'ятим виведенням мікросхеми та землею за формулою

I=1000/R,
де I – струм заряду в Амперах, R – опір резистора в Омах.

Індикатор розряджання літієвого акумулятора

Ось проста схема, яка запалює світлодіод, коли батарея розряджена та її залишкова напруга близька до критичного.

Мал. 8.

Транзистори будь-які малопотужні. Напруга запалювання світлодіода підбирається дільником з резисторів R2 та R3. Схему краще підключати після блоку захисту, щоб світлодіод не розрядив акумулятор зовсім.

Нюанс довговічності

Виробник зазвичай заявляє 300 циклів, але якщо заряджати літій всього на 0,1 Вольта менше, до 4.10, то кількість циклів зростає до 600 і навіть більше.

Експлуатація та запобіжні заходи

Можна з упевненістю сказати, що літій-полімерні акумулятори найніжніші акумулятори з існуючих, тобто вимагають обов'язкового дотримання кількох нескладних, але обов'язкових правил, через недотримання яких трапляються неприємності.
1. Не допускається заряд до напруги, що перевищує 4.20 Вольт на банку.
2. Коротке замикання акумулятора не допускається.
3. Не допускається розряд струмами, що перевищують здатність навантаження або нагрівають акумулятор вище 60°С. 4. Шкідливий розряд нижче напруги 3.00 Вольта на банку.
5. Шкідливе нагрівання акумулятора вище 60°С. 6. Шкідлива розгерметизація акумулятора.
7. Шкідливе зберігання у розрядженому стані.

Невиконання перших трьох пунктів призводить до пожежі, решти - до повної чи часткової втрати ємності.

З практики багаторічного використання можу сказати, що ємність акумуляторів змінюється мало, але збільшується внутрішній опір і акумулятор починає працювати менше часу при великих струмах споживання - створюється враження, що ємність впала.
Тому я зазвичай ставлю більшу ємність, яку дозволяють габарити пристрою, і навіть старі банки, яким років по десять, працюють цілком пристойно.

Для невеликих струмів підходять старі акумулятори від стільникових.

Зі старої ноутбучної батареї можна витягнути багато цілком робочих акумуляторів формату 18650.

Де я використовую літієві батареї

Давно переробив шуруповерт та електровикрутку на літій. Користуюся цими інструментами нерегулярно. Тепер навіть за рік невикористання вони працюють без підзарядки!

Маленькі батареї ставлю в дитячі іграшки, годинник і т.д., де із заводу стояли 2-3 «таблеткові» елементи. Там де потрібно рівно 3V додаю один діод послідовно і виходить саме.

Ставлю у світлодіодні ліхтарики.

У тестер замість дорогої та малоємної «Крони 9V» встановив 2 банки та забув усі проблеми та зайві витрати.

Загалом ставлю скрізь, де виходить, замість батарейок.

Де я купую літій та корисності по темі

Продаються. За цим посиланням знайдете модулі зарядок та ін. корисності для саморобників.

На рахунок ємності китайці зазвичай брешуть і вона менша за написану.

Чесні Sanyo 18650

У сучасних мобільних електронних пристроях, навіть тих, які спроектовані з урахуванням мінімізації енергоспоживання, використання батарей, що не відновлюються, йде в минуле. І з економічної точки зору - вже на нетривалому інтервалі часу сумарна вартість необхідної кількості разових батарей швидко перевищить вартість одного акумулятора, і з точки зору зручності користувача - простіше перезарядити акумулятор, ніж шукати де купити нову батарейку. Відповідно, зарядні пристрої для акумуляторів стають товаром із гарантованим попитом. Не дивно, що практично всі виробники інтегральних схем для пристроїв електроживлення приділяють увагу і напряму «зарядного».

Ще п'ять років тому обговорення мікросхем для заряду акумуляторних батарей (Battery Chargers IC) починалося з порівняння основних типів акумуляторів — нікелевих і літієвих. Але в даний час нікелеві акумулятори практично перестали використовуватися і більшість виробників мікросхем заряду або повністю припинили випуск мікросхем для нікелевих батарей, або випускають мікросхеми, інваріантні до технології батареї (так звані Multi-Chemistry IC). У номенклатурі компанії STMicroelectronics зараз присутні лише мікросхеми, призначені для роботи з літієвими акумуляторами.

Коротко нагадаємо основні особливості літієвих акумуляторів. Переваги:

Висока питома електроємність. Типові значення 110 ... 160Вт * год * кг, що в 1,5 ... 2,0 рази перевищує аналогічний параметр для нікелевих батарей. Відповідно, при рівних габаритах ємність літієвої батареї вища.
Низький саморозряд: приблизно 10% на місяць. У нікелевих батареях цей параметр дорівнює 20...30%.

Відсутня ефект пам'яті, завдяки чому ця батарея проста в обслуговуванні: немає необхідності розряджати акумулятор до мінімуму перед черговою зарядкою.

Недоліки літієвих батарей:

Необхідність захисту струму та напруги. Зокрема, необхідно унеможливити коротке замикання висновків акумулятора, подачі напруги зворотної полярності, перезаряду.
Необхідність захисту від перегріву: нагрівання батареї вище за певне значення негативно впливає на її ємність та термін служби.

Існують дві промислові технології виготовлення літієвих акумуляторів: літій-іонна (Li-Ion) та літій-полімерна (Li-Pol). Однак, оскільки алгоритми заряду цих батарей збігаються, то мікросхеми заряду не поділяють літій-іонну та літій-полімерну технологію. З цієї причини обговорення переваг і недоліків Li-Ion-і Li-Pol-акумуляторів пропустимо, пославшись на літературу.

Розглянемо алгоритм заряду літієвих батарей, представлений малюнку 1.

Мал. 1.

Перша фаза, так званий попередній заряд, використовується лише у випадках, коли батарея сильно розряджена. Якщо напруга батареї нижче 2,8 В, її не можна відразу заряджати максимально можливим струмом: це вкрай негативно позначиться на терміні служби акумулятора. Необхідно спочатку "підзарядити" батарею малим струмом приблизно до 3,0 В, і тільки після цього заряд максимальним струмом стає допустимим.

Друга фаза: зарядний пристрій як джерело постійного струму. На цьому етапі через батарею протікає максимальний для заданих умов струм. При цьому, напруга акумулятора поступово зростає до тих пір, поки не досягне граничного значення, що дорівнює 4,2 В. Строго кажучи, після завершення другого етапу заряд можна припинити, але при цьому слід мати на увазі, що акумулятор на даний момент заряджений приблизно на 70% власної ємності. Зазначимо, що у багатьох зарядних пристроях максимальний струм подається не відразу, а плавно наростає до максимуму протягом кількох хвилин – використовується механізм плавного старту (Soft Start).

Якщо бажано зарядити батарею до значень ємності, близьких до 100%, переходимо до третьої фази: зарядний пристрій як джерело постійної напруги. На цьому етапі до батареї прикладена постійна напруга 4,2, а струм, що протікає через батарею, в процесі заряду зменшується від максимуму до деякого заздалегідь заданого мінімального значення. У той момент, коли значення струму зменшується до цієї межі, заряд акумулятора вважається закінченим і процес завершується.

Нагадаємо, що одним із ключових параметрів акумуляторної батареї є її ємність (одиниця виміру - А * год). Так, типова ємність літій-іонного акумулятора типорозміру ААА дорівнює 750 ... 1300 мА * год. Як похідна від цього параметра використовується характеристика струм 1С, це величина струму, чисельно рівна номінальної ємності (у наведеному прикладі - 750 ... 1300 мА). Значення «струму 1С» має сенс як визначення величини максимального струму при заряді батареї і величини струму, коли він заряд вважається закінченим. Вважають, що величина максимального струму має перевищувати величини 1*1С, а заряд батареї вважатимуться завершеним при зниженні струму до величини 0,05…0,10*1С. Але це параметри, які можна вважати оптимальними для конкретного типу батареї. Насправді один і той же зарядний пристрій може працювати з акумуляторами різних виробників та різної ємності, при цьому ємність конкретної батареї залишається для зарядного пристрою невідомою. Отже, заряд батареї будь-якої ємності в загальному випадку відбуватиметься не в оптимальному для батареї режимі, а в режимі зарядного пристрою.

Перейдемо до розгляду лінійки мікросхем заряду компанії STMicroelectronics.

Мікросхеми STBC08 та STC4054

Ці мікросхеми є досить простими виробами для заряду літієвих акумуляторів. Мікросхеми виконані в мініатюрних корпусах типу і відповідно. Це дозволяє використовувати дані компоненти в мобільних пристроях з досить жорсткими вимогами щодо масогабаритних характеристик (наприклад, мобільні телефони, МР3-плеєри). Схеми включення та представлені малюнку 2.

Мал. 2.

Незважаючи на обмеження, які накладає мінімальна кількість зовнішніх висновків у корпусах, мікросхеми мають досить широкі функціональні можливості:

Немає необхідності застосування зовнішнього MOSFET-транзистора, блокувального діода і струмового резистора. Як випливає з малюнка 2, зовнішня обв'язка обмежується конденсатором, що фільтрує, на вході, програмуючим резистором і двома (для STC4054- одним) індикаторними світлодіодами.
Максимальне значення струму заряду програмується номіналом зовнішнього резистора і може досягати 800мА. Факт закінчення заряду визначається в той момент, коли в режимі постійної напруги значення зарядного струму знизиться до величини 0,1 * I BAT, тобто також задається номіналом зовнішнього резистора. Максимальний струм заряду визначається із співвідношення:

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

де I BAT – струм заряду в Амперах, R PROG – опір резистора в Омах, V PROG – напруга на виході PROG, що дорівнює 1,0 Вольта.

У режимі постійної напруги на виході формується стабільна напруга 4,2 з точністю не гірше 1%.
Заряд сильно розряджених батарей автоматично починається з попереднього заряджання. До того часу, поки напруга на виході акумулятора досягне величини 2,9В, заряд здійснюється слабким струмом величиною 0,1*I BAT . Подібний метод, як зазначалося, запобігає дуже можливий вихід із ладу при спробі заряду сильно розряджених акумуляторів звичайним способом. Крім того, величина стартового значення зарядного струму примусово обмежується, що збільшує термін служби батарей.
Реалізовано режим автоматичної крапельної підзарядки-при зниженні напруги батареї до 4,05В цикл заряду буде перезапущено. Це дозволяє забезпечити постійний заряд батареї на рівні не нижче 80% його номінальної ємності.
Захист від перенапруги та перегріву. Якщо значення вхідної напруги перевищує певну межу (зокрема, 7,2В) або якщо температура корпусу перевищить величину 120°С, зарядний пристрій відключається, захищаючи себе і акумулятор. Зрозуміло, реалізовано також захист від низької вхідної напруги- якщо вхідна напруга опустилася нижче за певний рівень (U VLO), то зарядний пристрій також відключиться.
Можливість підключення світлодіодів індикації дозволяє користувачеві мати уявлення про поточний стан процесу заряджання батареї.

Мікросхеми заряду батареї L6924D та L6924U

Дані мікросхеми є пристроями з ширшими можливостями в порівнянні з STBC08 і STC4054. На малюнку 3 представлені типові схеми включення мікросхем та .

Мал. 3.

Розглянемо ті функціональні особливості мікросхем, які стосуються завдання параметрів процесу заряду батареї:

1. В обох модифікаціях можна задати максимальну тривалість заряду батареї починаючи з моменту переходу в режим стабілізації постійного струму (також використовується термін «режим швидкої зарядки» — Fast charge phase). При переході в цей режим запускається сторожовий таймер, запрограмований певну тривалість T PRG номіналом конденсатора, підключеного до виведення T PRG . Якщо до спрацювання даного таймера заряд батареї не буде припинено за штатним алгоритмом (зниження струму, що протікає через батарею нижче значення I END), то після спрацьовування таймера зарядка буде припинено примусово. За допомогою цього ж конденсатора визначається максимальна тривалість режиму попередньої зарядки: вона дорівнює 1/8 від тривалості T PRG . Також, якщо за цей час не відбувся перехід у режим швидкого заряджання, відбувається вимкнення схеми.

2. Режим попереднього заряджання. Якщо для пристрою STBC08 струм у цьому режимі задавався як величина, що дорівнює 10% від I BAT , а напруга перемикання в режим постійного струму була фіксованою, то в модифікації L6924U цей алгоритм зберігся без змін, але в мікросхемі L6924D обидва ці параметри задаються з використанням зовнішніх резисторів, що підключаються до входів I PRE та V PRE .

3. Ознака завершення зарядки на третій фазі (режим стабілізації постійної напруги) у пристроях STBC08 і STC4054 задавалася як величина, що дорівнює 10% від I BAT . У мікросхемах L6924 цей параметр програмується номіналом зовнішнього резистора, що підключається до виведення I END. Крім того, для мікросхеми L6924D існує можливість знизити значення напруги на виведенні V OUT із загальноприйнятого значення 4,2 до значення 4,1 В.

4. Значення максимального зарядного струму I PRG в даних мікросхемах визначається традиційним чином - за допомогою номіналу зовнішнього резистора.

Як бачимо, у простих «зарядках» STBC08 і STC4054 за допомогою зовнішнього резистора задавався лише один параметр – зарядний струм. Всі інші параметри були жорстко зафіксовані, або були функцією від I BAT . У мікросхемах L6924 є можливість тонкого підстроювання ще кількох параметрів і, крім того, здійснюється "страхування" максимальної тривалості процесу заряджання батареї.

Для обох модифікацій L6924 передбачено два режими роботи, якщо вхідна напруга формується мережним AC/DC-адаптером. Перший – стандартний режим лінійного понижуючого регулятора вихідної напруги. Другий - режим квазіімпульсного регулятора. У першому випадку навантаження може бути відданий струм, величина якого трохи менше, ніж величина вхідного струму, що відбирається від адаптера. У режимі стабілізації постійного струму (друга фаза Fast charge phase) різниця між вхідною напругою і напругою на «плюсі» батареї розсіюється як теплова енергія, внаслідок чого потужність, що розсіюється, на цій фазі заряду максимальна. При роботі в режимі імпульсного регулятора навантаження може бути відданий струм, значення якого вище, ніж значення вхідного струму. При цьому «в тепло» йде значно менша енергія. Це, по-перше, знижує температуру всередині корпусу, а по-друге, підвищує ефективність пристрою. Але при цьому слід на увазі, що точність стабілізації струму в лінійному режимі дорівнює приблизно 1%, а в імпульсному - близько 7%.

Робота мікросхем L6924 у лінійному та квазіімпульсному режимах ілюструється малюнком 4.

Мал. 4.

Мікросхема L6924U, крім того, може працювати не від адаптера, а від USB-порту. У цьому випадку мікросхема L6924U реалізує деякі технічні рішення, які дозволяють додатково знизити потужність, що розсіюється, за рахунок збільшення тривалості зарядки.

Мікросхеми L6924D та L6924U мають додатковий вхід примусового переривання заряду (тобто відключення навантаження) SHDN.

У простих мікросхем заряду температурний захист полягає в припиненні заряду при підвищенні температури всередині корпусу мікросхеми до 120°С. Це, звичайно, краще, ніж повна відсутність захисту, але величина 120 ° С на корпусі з температурою батареї пов'язана більш ніж умовно. У виробах L6924 передбачена можливість підключення термістора безпосередньо пов'язаного з температурою акумулятора (резистор RT1 на малюнку 3). При цьому з'являється можливість встановити температурний діапазон, в якому заряд батареї стане можливим. З одного боку, літієві батареї не рекомендується заряджати при мінусовій температурі, а з іншого - також вкрай небажано, якщо при зарядці батарея нагрівається більш ніж до 50°С. Застосування термістора дає можливість заряджати батареї тільки за сприятливих температурних умов.

Природно, додатковий функціонал мікросхем L6924D і L6924U не тільки розширює можливості проектованого пристрою, а й призводить до збільшення площі плати, що займається як самим корпусом мікросхеми, так і зовнішніми елементами обв'язки.

Мікросхеми заряду акумулятора STBC21 та STw4102

Це подальше вдосконалення мікросхеми L6924. З одного боку, реалізований приблизно той самий функціональний пакет:

Лінійний та квазіімпульсний режим.
Термістор, пов'язаний з батареєю, є ключовим елементом температурного захисту.
Можливість завдання кількісних параметрів всім трьох фаз процесу зарядки.

Деякі додаткові можливості, відсутні в L6924:

Захист від неправильної полярності.
Захист від короткого замикання.
Істотною відмінністю від L6924 є наявність цифрового інтерфейсу I 2 C для встановлення значень параметрів та інших налаштувань. Як наслідок, стають можливими точніші налаштування процесу заряду. Рекомендована схема включення наведена на малюнку 5. Очевидно, що в даному випадку питання про економію площі плати та про жорсткі масогабаритні характеристики не стоїть. Але також очевидно, що застосування цієї мікросхеми в малогабаритних диктофонах, плейєрах та мобільних телефонах простих моделей не передбачається. Швидше, це акумулятори для ноутбуків та подібних пристроїв, де заміна батареї-процедура нечаста, але й недешева.

Мал. 5.

5. Camiolo Jean, Scuderi Giuseppe. Reducing the Total No-Load Power Consumption of Battery Chargers and Adapter Applications Polymer//Матеріал компанії STMicroelectronics. Розміщення в Інтернеті:

7. STEVAL-ISV012V1: lithium-ion solar battery charger//Матеріал компанії STMicroelectronics. Розміщення в Інтернеті: .

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, постачання - e-mail:

Контролери самі собою пристрої корисні. І щоб краще розібрати цю тему, потрібно працювати з певним прикладом. Тому ми розглянемо контролер заряду акумулятора. Що він являє собою? Як влаштований? Які особливості роботи є?

Чим займається контролер заряду акумулятора

Він служить для того, щоб стежити за відновленням енергетичних втрат та витратами. Спочатку він займається відстеженням перетворення електричної енергії на хімічну, щоб у подальшому за наявності потреби було постачання необхідних схем чи приладів. Зробити контролер заряду акумулятора власноруч не складно. Але його також можна витягти з джерел живлення, що вийшли з ладу.

Як влаштований контролер

Звісно, універсальної схеми немає. Але багато хто у своїй роботі використовують два підтрійкові резистори, які регулюють верхню і нижню межу напруги. Коли воно виходить за задані рамки, починається взаємодія з обмотками реле, і воно включається. Поки воно працює, напруга не опуститься нижче за певний, технічно заздалегідь передбачений рівень. Тут слід поговорити у тому, що є різний діапазон кордонів. Так, для акумулятора може бути встановлений і три, і п'ять, і дванадцять, і п'ятнадцять вольт. Теоретично все впирається в апаратну реалізацію. Давайте розглянемо, як працює контролер заряду акумулятора у різних випадках.

Які бувають типи

Слід зазначити значну різноманітність, якою можуть похвалитися контролери заряду акумулятора. Якщо говорити про їхні види, давайте зробимо класифікацію залежно від сфери застосування:

Для відновлюваних джерел енергії.
Для побутової техніки.
Для мобільних пристроїв.

Звісно, самих видів значно більше. Але оскільки ми розглядаємо контролер заряду акумулятора із загальної точки зору, нам вистачить і їх. Якщо говорити про те, що застосовуються для вітряків, то в них верхня межа напруги зазвичай дорівнює 15 вольтам, тоді як нижній - 12 В. При цьому акумулятор може генерувати в стандартному режимі 12 В. Джерело енергії підключають до нього з використанням нормально замкнутих контактів реле. Що буде, коли напруга акумулятора перевищує встановлені 15 В? У разі контролером здійснюється замикання контактів реле. В результаті джерело електроенергії з акумулятора перемикається на баласт навантаження. Слід зазначити, що його не дуже люблять ставити для сонячних панелей через певні побічні ефекти. А ось для них є обов'язковими. Побутова техніка та мобільні пристрої мають свої особливості. Причому контролер заряду акумулятора планшета, сенсорного та кнопкового мобільного телефонів є практично ідентичними.

Заглянемо в літієво-іонний акумулятор мобільного телефону

Якщо розколупати будь-яку батарею, то можна помітити, що до висновків осередку припаюється маленька. Вона називається схемою захисту. Справа в тому, що потребують постійного контролю. Звичайна схема контролера є мініатюрною платою, на якій базується схема, зроблена з SMD-компонентів. Вона у свою чергу ділиться на дві мікросхеми – одна з них є керуючою, а інша – виконавчою. Давайте поговоримо детальніше про другу.

Виконавча схема

Вона базується на Зазвичай їх два. Сама мікросхема може мати 6 або 8 висновків. Для роздільного контролю заряду та розряду комірки акумулятора використовують два польові транзистори, які знаходяться в одному корпусі. Так, один із них може підключати або відключати навантаження. Другий транзистор робить ці ж дії, але вже з джерелом живлення (як який виступає зарядний пристрій). Завдяки такій схемі можна без проблем впливати на роботу акумулятора. За бажанням нею можна скористатися і в іншому місці. Але слід враховувати, що схема контролера заряду акумулятора і він сам може застосовуватися тільки до пристроїв та елементів, що мають обмежений діапазон роботи. Детальніше про такі особливості ми зараз і поговоримо.

Захист від перезаряду

Справа в тому, що якщо напруга перевищить 4,2, то може виникнути перегрів і навіть вибух. Для цього підбираються такі елементи мікросхем, які припиняти заряд при досягненні даного показника. І зазвичай, поки напруга не досягне показника 4-4,1 В через використання або в процесі саморозряду, подальша зарядка буде неможливою. Це важлива функція, яка покладена на контролер заряду літієвих акумуляторів.

Захист від перерозряду

Коли напруга досягає критично малих значень, які роблять проблемним саме функціонування пристрою (зазвичай це діапазон 2,3-2,5В), то вимикається відповідний MOSFET-транзистор, який відповідає за подачу струму мобільному телефону. Далі відбувається перехід у режим сну з мінімальним споживанням. І тут є досить цікавий аспект роботи. Так, поки напруга осередку акумулятора не стане більше 2,9-3,1 В, мобільний пристрій не вийде включити для роботи в режимі зазвичай. Напевно, таке ви могли помічати, що коли підключаєш телефон, він показує, що йде зарядка, але вмикатися і функціонувати в звичайному режимі не хоче.

Висновок

Як бачите, контролер заряду Li-Ion-акумулятора відіграє важливу роль у забезпеченні тривалості працездатності мобільних пристроїв і позитивно впливає на термін їхньої служби. Завдяки простоті виробництва їх можна знайти практично у будь-якому телефоні чи планшеті. Якщо буде бажання на власні очі побачити, а руками помацати контролер заряду Li-Ion-акумулятора та його вміст, то при розборі слід пам'ятати, що робота ведеться з хімічним елементом, тому слід дотримуватися певної обережності.

І знову пристрій для саморобкіних.
Модуль дозволяє заряджати Li-Ion акумулятори (як захищені, так і незахищені) від порту USB за допомогою кабелю miniUSB.

Друкована плата – двосторонній склотекстоліт з металізацією, монтаж акуратний.

Зібрано зарядку на базі спеціалізованого контролера заряду TP4056.
Справжня схема.

З боку акумулятора, пристрій нічого не споживає і його можна залишати постійно підключеним до акумулятора. Захист від КЗ на виході є (з обмеженням струму 110мА). Захист від переполюсування акумулятора відсутній.
Живлення miniUSB продубльоване п'ятаками на платі.

Працює пристрій так:
При підключенні живлення без акумулятора, світиться червоний світлодіод, а синій періодично поморгує.
При підключенні розрядженого акумулятора червоний світлодіод гасне і спалахує синій - починається процес заряду. Поки напруга на акумуляторі менша за 2,9V, струм заряду обмежений величиною 90-100мА. З підвищенням напруги вище 2.9V струм заряду різко зростає до 800мА з подальшим плавним підвищенням до номіналу 1000мА.
При досягненні напруги 4,1V струм заряду починає плавно знижуватися, надалі відбувається стабілізація напруги на рівні 4,2V і після зменшення зарядного струму до 105мА світлодіоди починають періодично перемикатися, показуючи закінчення заряду, при цьому заряд все одно продовжується з перемиканням на синій світлодіод . Перемикання відбувається відповідно до гістерези контролю напруги акумулятора.
Номінальний струм заряду визначається резистором 1,2кОм. При необхідності струм можна зменшити збільшуючи номінал резистора згідно специфікації контролера.
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