ارزیابی ویژگی های یک خاص شارژربدون درک اینکه چگونه شارژ نمونه یک باتری لیتیوم یونی باید در واقع جریان داشته باشد، دشوار است. بنابراین، قبل از اینکه مستقیماً به مدارها برویم، اجازه دهید یک نظریه کوچک را یادآوری کنیم.

باتری های لیتیومی چیست؟

بسته به اینکه الکترود مثبت باتری لیتیومی از چه ماده ای ساخته شده است، انواع مختلفی از آنها وجود دارد:

  • با کاتد لیتیوم کبالتات؛
  • با کاتد مبتنی بر فسفات آهن لیتیه؛
  • بر اساس نیکل-کبالت-آلومینیوم؛
  • بر پایه نیکل- کبالت- منگنز.

همه این باتری ها ویژگی های خاص خود را دارند، اما از آنجایی که این تفاوت های ظریف برای مصرف کننده عمومی اهمیت اساسی ندارند، در این مقاله مورد توجه قرار نخواهند گرفت.

همچنین تمامی باتری های لیتیوم یونی در اندازه ها و فرم های مختلف تولید می شوند. آنها می توانند در نسخه کیس (مثلاً باتری های 18650 که امروزه محبوب هستند) یا در نسخه های چند لایه یا منشوری (باتری های ژل پلیمری) باشند. دومی کیسه های مهر و موم شده هرمتیک ساخته شده از یک فیلم خاص است که در آن الکترودها و جرم الکترود قرار دارند.

رایج ترین اندازه باتری های لیتیوم یون در جدول زیر نشان داده شده است (همه آنها دارند ولتاژ محاسبه شده 3.7 ولت):

تعیین اندازه اندازه مشابه
XXYY0,
جایی که XX- نشان دادن قطر بر حسب میلی متر،
YY- مقدار طول بر حسب میلی متر،
0 - اجرا را به صورت استوانه ای منعکس می کند
10180 2/5 AAA
10220 1/2 AAA (Ø مربوط به AAA است، اما نصف طول)
10280
10430 AAA
10440 AAA
14250 1/2AA
14270 Ø AA، طول CR2
14430 Ø 14 میلی متر (مانند AA)، اما کوتاه تر
14500 AA
14670
15266, 15270 CR2
16340 CR123
17500 150S/300S
17670 2xCR123 (یا 168S/600S)
18350
18490
18500 2xCR123 (یا 150A/300P)
18650 2xCR123 (یا 168A/600P)
18700
22650
25500
26500 از جانب
26650
32650
33600 D
42120

فرآیندهای الکتروشیمیایی داخلی به همین ترتیب پیش می‌روند و به ضریب فرم و عملکرد باتری بستگی ندارند، بنابراین هر چیزی که در زیر گفته می‌شود به طور یکسان برای همه باتری‌های لیتیومی اعمال می‌شود.

نحوه صحیح شارژ باتری های لیتیوم یون

صحیح ترین روش شارژ باتری های لیتیومیشارژ در دو مرحله است. این روشی است که سونی در تمام شارژرهای خود استفاده می کند. با وجود کنترل‌کننده شارژ پیچیده‌تر، این باتری‌های لیتیوم یون را بدون کاهش عمر مفید، شارژ کامل‌تری ارائه می‌دهد.

در اینجا ما در مورد مشخصات شارژ دو مرحله ای باتری های لیتیومی صحبت می کنیم که به اختصار CC / CV (جریان ثابت، ولتاژ ثابت) نامیده می شود. گزینه هایی با جریان های پالسی و پلکانی نیز وجود دارد که در این مقاله به آنها توجه نشده است. می توانید در مورد شارژ با جریان پالسی بیشتر بخوانید.

بنابراین، اجازه دهید هر دو مرحله شارژ را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

1. در مرحله اولیک جریان شارژ ثابت باید ارائه شود. مقدار فعلی 0.2-0.5C است. برای شارژ سریع، مجاز است جریان را تا 0.5-1.0C افزایش دهید (که در آن C ظرفیت باتری است).

به عنوان مثال، برای باتری با ظرفیت 3000 میلی آمپر، جریان شارژ اسمی در مرحله اول 600-1500 میلی آمپر است و جریان شارژ شتاب می تواند در محدوده 1.5-3A باشد.

برای اطمینان از جریان شارژ ثابت با مقدار معین، مدار شارژر (شارژر) باید بتواند ولتاژ را در پایانه های باتری افزایش دهد. در واقع، در مرحله اول، حافظه مانند یک تثبیت کننده جریان کلاسیک عمل می کند.

مهم:اگر قصد دارید باتری ها را با برد محافظ داخلی (PCB) شارژ کنید، پس هنگام طراحی مدار شارژر، باید مطمئن شوید که ولتاژ مدار باز مدار هرگز از 6-7 ولت تجاوز نکند. در غیر این صورت، برد محافظ ممکن است از کار بیفتد.

در لحظه ای که ولتاژ باتری به مقدار 4.2 ولت افزایش می یابد، باتری تقریباً 70-80٪ از ظرفیت خود را به دست می آورد (مقدار ظرفیت خاص به جریان شارژ بستگی دارد: با یک شارژ سریع کمی کمتر خواهد شد. ، با هزینه اسمی - کمی بیشتر). این لحظه پایان مرحله اول شارژ است و به عنوان سیگنالی برای انتقال به مرحله دوم (و آخرین) عمل می کند.

2. مرحله شارژ دوم- این شارژ باتری با یک ولتاژ ثابت است، اما به تدریج کاهش می یابد (افت) جریان.

در این مرحله شارژر ولتاژ 4.15-4.25 ولت را روی باتری حفظ کرده و مقدار جریان را کنترل می کند.

با افزایش ظرفیت، جریان شارژ کاهش می یابد. به محض کاهش مقدار آن به 0.05-0.01С، فرآیند شارژ کامل شده در نظر گرفته می شود.

نکته مهم در عملکرد شارژر صحیح، قطع کامل آن از باتری پس از اتمام شارژ است. این به این دلیل است که برای باتری های لیتیومی بسیار نامطلوب است که برای مدت طولانی تحت ولتاژ بالا قرار گیرند که معمولاً توسط شارژر (یعنی 4.18-4.24 ولت) ارائه می شود. این منجر به تخریب سریع ترکیب شیمیایی باتری و در نتیجه کاهش ظرفیت آن می شود. اقامت طولانی به معنای ده ها ساعت یا بیشتر است.

در مرحله دوم شارژ، باتری حدود 0.1 تا 0.15 بیشتر از ظرفیت خود را به دست می آورد. بنابراین کل شارژ باتری به 90-95٪ می رسد که یک شاخص عالی است.

ما دو مرحله اصلی شارژ را در نظر گرفته ایم. با این حال، پوشش موضوع شارژ باتری های لیتیومی ناقص خواهد بود اگر یک مرحله دیگر از شارژ ذکر نشده باشد - به اصطلاح. پیش شارژ

مرحله پیش شارژ (پیش شارژ)- این مرحله فقط برای باتری های با دشارژ عمیق (زیر 2.5 ولت) استفاده می شود تا آنها را به حالت عادی کار کند.

در این مرحله شارژ ارائه می شود جریان مستقیممقدار کاهش می یابد تا زمانی که ولتاژ باتری به 2.8 ولت برسد.

مرحله مقدماتی برای جلوگیری از تورم و کاهش فشار (یا حتی انفجار با آتش) باتری های آسیب دیده، که مثلاً دارای یک اتصال کوتاه داخلی بین الکترودها هستند، ضروری است. اگر یک جریان شارژ زیاد بلافاصله از چنین باتری عبور کند، این امر به ناچار منجر به گرم شدن آن می شود و پس از آن چقدر خوش شانس است.

یکی دیگر از مزایای پیش شارژ، گرم شدن باتری است که هنگام شارژ در دمای پایین مهم است. محیط(در یک اتاق گرم نشده در فصل سرد).

شارژ هوشمند باید بتواند ولتاژ باتری را در مرحله قبل از شارژ و در صورت ولتاژ نظارت کند. برای مدت طولانیبالا نمی رود، نتیجه بگیرید که باتری معیوب است.

تمام مراحل شارژ باتری لیتیوم یونی (از جمله مرحله پیش شارژ) به صورت شماتیک در این نمودار نشان داده شده است:

بیش از 0.15 ولت از ولتاژ شارژ نامی می تواند عمر باتری را به نصف کاهش دهد. کاهش ولتاژ شارژ به میزان 0.1 ولت، ظرفیت باتری شارژ شده را تا حدود 10 درصد کاهش می دهد، اما عمر آن را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. ولتاژ یک باتری کاملا شارژ شده پس از خارج کردن آن از شارژر 4.1-4.15 ولت است.

برای جمع‌بندی مطالب فوق، به تشریح پایان‌نامه‌های اصلی می‌پردازیم:

1. باتری لیتیوم یونی (مثلاً 18650 یا هر باتری دیگری) با چه جریانی شارژ شود؟

جریان به سرعتی که می خواهید آن را شارژ کنید بستگی دارد و می تواند از 0.2C تا 1C متغیر باشد.

به عنوان مثال، برای باتری 18650 با ظرفیت 3400 میلی آمپر، حداقل جریان شارژ 680 میلی آمپر و حداکثر آن 3400 میلی آمپر است.

2-چقدر طول میکشه که مثلا همون باطری های شارژی 18650 شارژ بشه؟

زمان شارژ مستقیماً به جریان شارژ بستگی دارد و با فرمول محاسبه می شود:

T \u003d C / شارژ می کنم.

به عنوان مثال زمان شارژ باتری ما با ظرفیت 3400 میلی آمپر ساعت با جریان 1 آمپر حدود 3.5 ساعت خواهد بود.

3. چگونه باتری لیتیوم پلیمری را به درستی شارژ کنیم؟

تمام باتری های لیتیومی به یک شکل شارژ می شوند. فرقی نمی کند لیتیوم پلیمر باشد یا یون لیتیوم. برای ما مصرف کنندگان هیچ تفاوتی وجود ندارد.

برد حفاظتی چیست؟

برد محافظ (یا برد کنترل قدرت PCB) برای محافظت در برابر اتصال کوتاه، شارژ بیش از حد و تخلیه بیش از حد باتری لیتیومی طراحی شده است. به عنوان یک قاعده، حفاظت از گرمای بیش از حد نیز در ماژول های حفاظتی تعبیه شده است.

به دلایل ایمنی، استفاده از باتری های لیتیومی در لوازم خانگی در صورت نداشتن برد محافظ داخلی ممنوع است. بنابراین، تمام باتری های تلفن همراه همیشه دارای یک برد PCB هستند. پایانه های خروجی باتری مستقیماً روی برد قرار دارند:

این بردها از کنترلر شارژ شش پایه روی میکروخ تخصصی (آنالوگ های JW01، JW11، K091، G2J، G3J، S8210، S8261، NE57600 و غیره) استفاده می کنند. وظیفه این کنترلر این است که با تخلیه کامل باتری، باتری را از بار جدا کند و با رسیدن به 4.25 ولت باتری را از شارژ جدا کند.

به عنوان مثال، نموداری از برد محافظ باتری BP-6M که همراه با گوشی های قدیمی نوکیا عرضه شده است:

اگر در مورد 18650 صحبت کنیم، می توان آنها را هم با و هم بدون برد محافظ تولید کرد. ماژول حفاظتی در قسمت پایانه منفی باتری قرار دارد.

برد طول باتری را 2-3 میلی متر افزایش می دهد.

باتری‌های بدون ماژول PCB معمولاً با باتری‌هایی عرضه می‌شوند که مدارهای حفاظتی خود را دارند.

هر باتری دارای محافظ می تواند به راحتی با تخلیه آن به باتری محافظت نشده تبدیل شود.

حداکثر ظرفیت باتری 18650 تا به امروز 3400 میلی آمپر ساعت است. باتری های دارای محافظ باید دارای یک نام مربوطه بر روی کیس ("محافظت شده") باشند.

برد PCB را با ماژول PCM (PCM - ماژول شارژ برق) اشتباه نگیرید. اگر اولی فقط برای محافظت از باتری کار می کند، دومی برای کنترل فرآیند شارژ طراحی شده است - آنها جریان شارژ را در یک سطح معین محدود می کنند، دما را کنترل می کنند و به طور کلی از کل فرآیند اطمینان می دهند. برد PCM همان چیزی است که ما آن را کنترل کننده شارژ می نامیم.

امیدوارم الان سوالی باقی نماند، چگونه باتری 18650 یا هر باتری لیتیوم دیگری را شارژ کنیم؟ سپس به انتخاب کوچکراه حل های مدار آماده برای شارژرها (همان کنترل کننده های شارژ).

طرح های شارژ باتری های لیتیوم یون

تمام مدارها برای شارژ هر باتری لیتیومی مناسب هستند، تنها تصمیم گیری در مورد جریان شارژ و پایه عنصر باقی می ماند.

LM317

طرح شارژر ساده بر اساس تراشه LM317 با نشانگر شارژ:

مدار ساده است، کل تنظیمات به تنظیم ولتاژ خروجی روی 4.2 ولت با استفاده از مقاومت تنظیم R8 (بدون باتری متصل!) و تنظیم جریان شارژ با انتخاب مقاومت های R4، R6 خلاصه می شود. قدرت مقاومت R1 حداقل 1 وات است.

به محض خاموش شدن LED، فرآیند شارژ را می توان تکمیل شده در نظر گرفت (جریان شارژ هرگز به صفر نمی رسد). توصیه نمی شود که باتری را برای مدت طولانی پس از شارژ کامل در این شارژ نگه دارید.

تراشه lm317 به طور گسترده در تثبیت کننده های مختلف ولتاژ و جریان (بسته به مدار سوئیچینگ) استفاده می شود. در هر گوشه فروخته می شود و به طور کلی یک پنی قیمت دارد (شما می توانید 10 قطعه را فقط با 55 روبل بگیرید).

LM317 در موارد مختلف ارائه می شود:

تخصیص پین (pinout):

آنالوگ های تراشه LM317 عبارتند از: GL317، SG31، SG317، UC317T، ECG1900، LM31MDT، SP900، KR142EN12، KR1157EN1 (دو مورد آخر تولید داخلی هستند).

اگر به جای LM317 از LM350 استفاده کنید، جریان شارژ را می توان تا 3 آمپر افزایش داد. درست است ، گران تر خواهد بود - 11 روبل / قطعه.

برد مدار چاپی و مجموعه مدار در زیر نشان داده شده است:

ترانزیستور قدیمی شوروی KT361 را می توان با آن جایگزین کرد مشابه p-n-pترانزیستور (به عنوان مثال، KT3107، KT3108 یا بورژوایی 2N5086، 2SA733، BC308A). در صورت عدم نیاز به نشانگر شارژ، می توان آن را به طور کلی حذف کرد.

عیب مدار: ولتاژ تغذیه باید در محدوده 8-12 ولت باشد. این به این دلیل است که برای عملکرد عادی ریز مدار LM317، اختلاف ولتاژ باتری و ولتاژ تغذیه باید حداقل 4.25 ولت باشد. بنابراین، تغذیه آن از درگاه USB امکان پذیر نخواهد بود.

MAX1555 یا MAX1551

MAX1551/MAX1555 شارژرهای تخصصی برای باتری های Li+ هستند که می توانند از طریق USB یا از یک آداپتور برق جداگانه (به عنوان مثال، شارژر تلفن) کار کنند.

تنها تفاوت بین این ریز مدارها این است که MAX1555 سیگنالی برای نشانگر پیشرفت شارژ می دهد و MAX1551 - سیگنالی مبنی بر روشن بودن برق. آن ها 1555 هنوز در بیشتر موارد ارجح است، بنابراین 1551 در حال حاضر به سختی در فروش یافت می شود.

شرح مفصل این تراشه ها از سازنده -.

حداکثر ولتاژ ورودی از آداپتور DC 7 ولت است، هنگامی که از USB تغذیه می شود 6 ولت است. هنگامی که ولتاژ تغذیه به 3.52 ولت کاهش می یابد، ریز مدار خاموش می شود و شارژ متوقف می شود.

خود ریز مدار تشخیص می دهد که ولتاژ تغذیه در کدام ورودی وجود دارد و به آن متصل می شود. اگر برق از طریق گذرگاه USB تامین شود، حداکثر جریان شارژ به 100 میلی آمپر محدود می شود - این به شما امکان می دهد بدون ترس از سوختن پل جنوبی شارژر را به پورت USB هر رایانه وصل کنید.

هنگامی که توسط یک منبع تغذیه جداگانه تغذیه می شود، جریان شارژ معمولی 280 میلی آمپر است.

تراشه ها دارای محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد هستند. اما حتی در این مورد، مدار به کار خود ادامه می دهد و جریان شارژ را به میزان 17 میلی آمپر برای هر درجه بالاتر از 110 درجه سانتی گراد کاهش می دهد.

یک عملکرد پیش شارژ وجود دارد (به بالا مراجعه کنید): تا زمانی که ولتاژ باتری کمتر از 3 ولت باشد، ریزمدار جریان شارژ را به 40 میلی آمپر محدود می کند.

میکرو مدار دارای 5 پین است. در اینجا یک نمودار سیم کشی معمولی وجود دارد:

اگر تضمینی وجود دارد که ولتاژ خروجی آداپتور شما تحت هیچ شرایطی نمی تواند از 7 ولت بیشتر شود، می توانید بدون تثبیت کننده 7805 این کار را انجام دهید.

گزینه شارژ USB را می توان به عنوان مثال روی این یکی مونتاژ کرد.

ریز مدار به هیچ دیود خارجی یا ترانزیستور خارجی نیاز ندارد. در کل البته شیک میکروهی! فقط آنها خیلی کوچک هستند، لحیم کاری ناخوشایند است. و آنها هنوز هم گران هستند ().

LP2951

تثبیت کننده LP2951 توسط National Semiconductors () تولید شده است. اجرای عملکرد محدود کننده جریان داخلی را فراهم می کند و به شما امکان می دهد سطح ولتاژ شارژ پایداری را برای باتری لیتیوم یون در خروجی مدار ایجاد کنید.

مقدار ولتاژ شارژ 4.08 - 4.26 ولت است و هنگام قطع باتری توسط مقاومت R3 تنظیم می شود. تنش بسیار دقیق است.

جریان شارژ 150 - 300 میلی آمپر است، این مقدار توسط مدارهای داخلی تراشه LP2951 (بسته به سازنده) محدود می شود.

از دیود با جریان معکوس کوچک استفاده کنید. به عنوان مثال، می تواند هر یک از سری 1N400X باشد که می توانید تهیه کنید. دیود به عنوان یک دیود مسدود کننده برای جلوگیری از جریان معکوس از باتری به تراشه LP2951 در هنگام خاموش شدن ولتاژ ورودی استفاده می شود.

این شارژر جریان شارژ نسبتاً کمی تولید می کند، بنابراین هر باتری 18650 را می توان در طول شب شارژ کرد.

ریزگرد را می توان هم در بسته DIP و هم در بسته SOIC خریداری کرد (هزینه هر قطعه حدود 10 روبل است).

MCP73831

این تراشه به شما امکان می دهد شارژرهای مناسب ایجاد کنید، علاوه بر این، ارزان تر از MAX1555 هایپ شده است.

یک مدار سوئیچینگ معمولی از:

مزیت مهم مدار عدم وجود مقاومت های قدرتمند با مقاومت کم است که جریان شارژ را محدود می کند. در اینجا، جریان توسط یک مقاومت متصل به خروجی 5 میکرو مدار تنظیم می شود. مقاومت آن باید در محدوده 2-10 کیلو اهم باشد.

مونتاژ شارژر به شکل زیر است:

ریز مدار در حین کار کاملاً خوب گرم می شود، اما به نظر نمی رسد که تداخلی با آن ایجاد کند. وظیفه خود را انجام می دهد.

در اینجا گزینه دیگری وجود دارد تخته مدار چاپیبا smd led و کانکتور micro usb:

LTC4054 (STC4054)

بسیار مدار ساده، گزینه عالی! اجازه شارژ با جریان تا 800 میلی آمپر را می دهد (نگاه کنید به). درست است که بسیار گرم می شود، اما در این مورد، محافظ داخلی در برابر گرمای بیش از حد جریان را کاهش می دهد.

مدار را می توان با بیرون انداختن یک یا حتی هر دو LED با یک ترانزیستور بسیار ساده کرد. سپس اینگونه به نظر می رسد (موافقم، هیچ جا ساده تر وجود ندارد: یک جفت مقاومت و یک کندر):

یکی از گزینه های PCB در دسترس است. این برد برای عناصر سایز 0805 طراحی شده است.

I=1000/R. شما نباید بلافاصله جریان زیادی را تنظیم کنید، ابتدا ببینید میکرو مدار چقدر گرم می شود. برای اهدافم، من یک مقاومت 2.7 کیلو اهم گرفتم، در حالی که جریان شارژ حدود 360 میلی آمپر بود.

بعید است که رادیاتور را بتوان با این ریزمدار تطبیق داد، و این یک واقعیت نیست که به دلیل مقاومت حرارتی بالای انتقال کریستال به کیس موثر باشد. سازنده توصیه می کند که هیت سینک را "از طریق سرنخ ها" بسازید - مسیرها را تا حد ممکن ضخیم کنید و فویل را در زیر محفظه ریز مدار بگذارید. و به طور کلی، هر چه فویل "زمین" بیشتری باقی بماند، بهتر است.

به هر حال، بیشتر گرما از طریق پایه سوم خارج می شود، بنابراین می توانید این مسیر را بسیار گسترده و ضخیم کنید (آن را با لحیم کاری اضافی پر کنید).

بسته تراشه LTC4054 ممکن است دارای برچسب LTH7 یا LTADY باشد.

LTH7 با LTADY تفاوت دارد زیرا اولی می تواند یک باتری بسیار مرده را بلند کند (که ولتاژ آن کمتر از 2.9 ولت است) در حالی که دومی نمی تواند (شما باید آن را جداگانه بچرخانید).

Микросхема вышла очень удачной, поэтому имеет кучу аналогов: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT6181, VS6102, HX6001, LC6000, LN5060, CX9058, EC49016، CYT5026، Q7051. قبل از استفاده از هر یک از آنالوگ ها، برگه های داده را بررسی کنید.

TP4056

ریز مدار در بسته SOP-8 ساخته شده است (نگاه کنید به) ، روی شکم خود یک هیت سینک فلزی دارد که به مخاطبین متصل نیست ، که باعث می شود گرما را به طور موثرتر حذف کنید. به شما امکان می دهد باتری را با جریانی تا 1 آمپر شارژ کنید (جریان به مقاومت تنظیم کننده جریان بستگی دارد).

نمودار اتصال به حداقل پیوست نیاز دارد:

مدار فرآیند شارژ کلاسیک را اجرا می کند - ابتدا با جریان ثابت، سپس با ولتاژ ثابت و جریان نزولی شارژ می شود. همه چیز علمی است. اگر مرحله به مرحله شارژ را جدا کنید، می توانید چندین مرحله را تشخیص دهید:

  1. نظارت بر ولتاژ باتری متصل (این همیشه اتفاق می افتد).
  2. مرحله پیش شارژ (اگر باتری کمتر از 2.9 ولت تخلیه شود). جریان شارژ 1/10 از مقاومت R prog برنامه ریزی شده (100 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم) تا سطح 2.9 ولت.
  3. شارژ با حداکثر جریان ثابت (1000 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم).
  4. هنگامی که باتری به 4.2 ولت می رسد، ولتاژ باتری در این سطح ثابت می شود. کاهش تدریجی جریان شارژ شروع می شود.
  5. هنگامی که جریان به 1/10 R prog برنامه ریزی شده توسط مقاومت می رسد (100 میلی آمپر در R prog = 1.2 کیلو اهم)، شارژر خاموش می شود.
  6. پس از اتمام شارژ، کنترل کننده به نظارت بر ولتاژ باتری ادامه می دهد (نقطه 1 را ببینید). جریان مصرفی مدار مانیتورینگ 2-3 μA است. پس از کاهش ولتاژ به 4.0 ولت، شارژ دوباره روشن می شود. و به همین ترتیب در یک دایره.

جریان شارژ (بر حسب آمپر) با فرمول محاسبه می شود I=1200/R prog. حداکثر مجاز 1000 میلی آمپر است.

آزمایش شارژ واقعی با باتری 18650 در 3400 میلی آمپر ساعت در نمودار نشان داده شده است:

مزیت میکرو مدار این است که جریان شارژ تنها توسط یک مقاومت تنظیم می شود. مقاومت کم مقاومت قوی لازم نیست. به علاوه، نشانگر فرآیند شارژ و همچنین نشانگر پایان شارژ وجود دارد. هنگامی که باتری وصل نیست، نشانگر هر چند ثانیه یک بار چشمک می زند.

ولتاژ تغذیه مدار باید در محدوده 4.5 ... 8 ولت باشد. هرچه به 4.5 ولت نزدیکتر باشد - بهتر است (بنابراین تراشه کمتر گرم می شود).

پایه اول برای اتصال سنسور دمای تعبیه شده به باتری لیتیوم یونی استفاده می شود (معمولاً این ترمینال میانی باتری است. تلفن همراه). اگر ولتاژ خروجی کمتر از 45 درصد یا بالاتر از 80 درصد ولتاژ منبع تغذیه باشد، شارژ به حالت تعلیق در می آید. اگر به کنترل دما نیاز ندارید، فقط آن پا را روی زمین بگذارید.

توجه! این طرح دارای یک اشکال مهم است: عدم وجود مدار حفاظت معکوس باتری. در این حالت، کنترل کننده به دلیل تجاوز از حداکثر جریان، سوختگی تضمین می شود. در این حالت ولتاژ تغذیه مدار مستقیماً روی باتری می افتد که بسیار خطرناک است.

مهر و موم ساده است، در یک ساعت بر روی زانو انجام می شود. اگر زمان دچار مشکل شد، می توانید ماژول های آماده را سفارش دهید. برخی از تولید کنندگان ماژول های تمام شده محافظت در برابر جریان اضافی و تخلیه بیش از حد را اضافه می کنند (به عنوان مثال، می توانید انتخاب کنید به کدام برد نیاز دارید - با یا بدون حفاظت و با کدام کانکتور).

شما همچنین می توانید تخته های آماده با یک کنتاکت سنسور دما را پیدا کنید. یا حتی یک ماژول شارژ با چندین تراشه TP4056 به صورت موازی برای افزایش جریان شارژ و با محافظت از قطبیت معکوس (به عنوان مثال).

LTC1734

همچنین طراحی بسیار ساده ای دارد. جریان شارژ توسط مقاومت R prog تنظیم می شود (به عنوان مثال، اگر یک مقاومت 3 کیلو اهم قرار دهید، جریان 500 میلی آمپر خواهد بود).

ریز مدارها معمولاً روی قاب علامت گذاری می شوند: LTRG (اغلب می توان آنها را در تلفن های قدیمی سامسونگ یافت).

ترانزیستور مناسب خواهد بود هر p-n-p، نکته اصلی این است که برای یک جریان شارژ معین طراحی شده باشد.

در این نمودار نشانگر شارژ وجود ندارد، اما در LTC1734 گفته شده است که پین ​​"4" (Prog) دو عملکرد دارد - تنظیم جریان و نظارت بر پایان شارژ باتری. به عنوان مثال، مداری با کنترل پایان شارژ با استفاده از مقایسه کننده LT1716 نشان داده شده است.

مقایسه کننده LT1716 در این مورد می تواند با یک LM358 ارزان قیمت جایگزین شود.

TL431 + ترانزیستور

احتمالاً ایجاد مداری از اجزای در دسترس تر دشوار است. در اینجا دشوارترین کار یافتن منبع ولتاژ مرجع TL431 است. اما آنها آنقدر رایج هستند که تقریباً در همه جا یافت می شوند (به ندرت منبع تغذیه بدون این ریزمدار چه کاری انجام می دهد).

خوب، ترانزیستور TIP41 را می توان با هر ترانزیستور دیگری با جریان کلکتور مناسب جایگزین کرد. حتی KT819، KT805 شوروی قدیمی (یا KT815، KT817 کمتر قدرتمندتر) این کار را می کند.

راه اندازی مدار به تنظیم ولتاژ خروجی (بدون باتری !!!) با استفاده از یک صاف کننده در سطح 4.2 ولت خلاصه می شود. مقاومت R1 حداکثر مقدار جریان شارژ را تنظیم می کند.

این طرح به طور کامل فرآیند دو مرحله‌ای شارژ باتری‌های لیتیومی را اجرا می‌کند - ابتدا با جریان مستقیم شارژ می‌شود، سپس به فاز تثبیت ولتاژ و کاهش صاف جریان به تقریبا صفر می‌رسد. تنها ایراد آن تکرارپذیری ضعیف مدار است (در تنظیم و نیاز به قطعات مورد استفاده).

MCP73812

یک ریزتراشه نادیده گرفته دیگری از Microchip وجود دارد - MCP73812 (نگاه کنید به). بر اساس آن، یک گزینه شارژ بسیار مقرون به صرفه (و ارزان!) دریافت می کنید. کل کیت فقط یک مقاومت است!

به هر حال، ریز مدار در یک مورد مناسب برای لحیم کاری ساخته شده است - SOT23-5.

تنها نکته منفی این است که بسیار گرم می شود و هیچ نشانه شارژ وجود ندارد. همچنین اگر منبع تغذیه کم مصرف دارید (که باعث افت ولتاژ می شود) به نحوی چندان قابل اعتماد کار نمی کند.

به طور کلی، اگر نشانگر شارژ برای شما مهم نیست و جریان 500 میلی آمپر برای شما مناسب است، MCP73812 گزینه بسیار خوبی است.

NCP1835

یک راه حل کاملا یکپارچه ارائه شده است - NCP1835B که پایداری بالایی در ولتاژ شارژ (4.2 ± 0.05 V) ارائه می دهد.

شاید تنها ایراد این ریز مدار اندازه بسیار کوچک آن باشد (بسته DFN-10، اندازه 3x3 میلی متر). همه قادر به لحیم کاری با کیفیت بالا از چنین عناصر مینیاتوری نیستند.

از جانب مزایای غیر قابل انکارمن می خواهم به موارد زیر اشاره کنم:

  1. حداقل تعداد قطعات بدنه کیت.
  2. قابلیت شارژ باتری کاملاً دشارژ شده (جریان پیش شارژ 30 میلی آمپر);
  3. تعریف پایان شارژ
  4. جریان شارژ قابل برنامه ریزی - تا 1000 میلی آمپر.
  5. نشانگر شارژ و خطا (قابلیت تشخیص باتری های غیرقابل شارژ و سیگنال دادن به آن).
  6. حفاظت شارژ طولانی مدت (با تغییر ظرفیت خازن C t می توانید حداکثر زمان شارژ را از 6.6 تا 784 دقیقه تنظیم کنید).

هزینه ریز مدار آنقدر ارزان نیست، اما آنقدر بزرگ نیست (~ 1 دلار) که از استفاده از آن امتناع کند. اگر با آهن لحیم کاری دوست هستید، پیشنهاد می کنم این گزینه را انتخاب کنید.

بیشتر توصیف همراه با جزئیاتهست در .

آیا می توان باتری لیتیوم یونی را بدون کنترلر شارژ کرد؟

بله، تو میتونی. با این حال، این به کنترل دقیق جریان و ولتاژ شارژ نیاز دارد.

در کل شارژ باتری مثلا 18650 ما بدون شارژر اصلا کار نمیکنه. شما هنوز باید به نحوی حداکثر جریان شارژ را محدود کنید، بنابراین حداقل ابتدایی ترین حافظه، اما همچنان مورد نیاز است.

ساده ترین شارژر برای هر باتری لیتیومی یک مقاومت سری با باتری است:

مقاومت و اتلاف توان مقاومت به ولتاژ منبع تغذیه ای که برای شارژ استفاده می شود بستگی دارد.

بیایید، به عنوان مثال، یک مقاومت را برای یک منبع تغذیه 5 ولت محاسبه کنیم. ما یک باتری 18650 با ظرفیت 2400 میلی آمپر ساعت شارژ خواهیم کرد.

بنابراین، در همان ابتدای شارژ، افت ولتاژ در مقاومت به صورت زیر خواهد بود:

U r \u003d 5 - 2.8 \u003d 2.2 ولت

فرض کنید منبع تغذیه 5 ولت ما دارای حداکثر جریان 1 آمپر است. مدار بیشترین جریان را در همان ابتدای شارژ مصرف می کند، زمانی که ولتاژ باتری حداقل است و 2.7-2.8 ولت است.

توجه: در این محاسبات این احتمال که باتری می تواند بسیار عمیق تخلیه شود و ولتاژ روی آن می تواند بسیار کمتر و به صفر برسد را در نظر نمی گیرد.

بنابراین، مقاومت مقاومت مورد نیاز برای محدود کردن جریان در همان ابتدای شارژ در سطح 1 آمپر باید باشد:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 اهم

قدرت اتلاف مقاومت:

P r \u003d I 2 R \u003d 1 * 1 * 2.2 \u003d 2.2 W

در پایان شارژ باتری، زمانی که ولتاژ روی آن به 4.2 ولت نزدیک شود، جریان شارژ به صورت زیر خواهد بود:

شارژ می کنم \u003d (U un - 4.2) / R \u003d (5 - 4.2) / 2.2 \u003d 0.3 A

یعنی، همانطور که می بینیم، همه مقادیر از حد مجاز برای یک باتری معین فراتر نمی روند: جریان اولیه از حداکثر جریان شارژ مجاز برای یک باتری معین (2.4 A) تجاوز نمی کند و جریان نهایی بیش از جریانی که در آن باتری دیگر ظرفیت پیدا نمی کند (0.24 A).

عیب اصلی چنین شارژی نیاز به نظارت مداوم بر ولتاژ باتری است. و به محض اینکه ولتاژ به 4.2 ولت رسید شارژ را به صورت دستی خاموش کنید. واقعیت این است که باتری های لیتیومی حتی یک اضافه ولتاژ کوتاه مدت را به خوبی تحمل نمی کنند - توده های الکترود به سرعت شروع به تخریب می کنند، که به ناچار منجر به از دست دادن ظرفیت می شود. در عین حال، تمام پیش نیازها برای گرم شدن بیش از حد و کاهش فشار ایجاد می شود.

اگر باتری شما دارای برد محافظ داخلی است که کمی بالاتر در مورد آن صحبت شد، پس همه چیز ساده شده است. با رسیدن به ولتاژ مشخصی روی باتری، خود برد آن را از شارژر جدا می کند. با این حال، این روش شارژ دارای معایب قابل توجهی است که در مورد آن صحبت کردیم.

محافظ تعبیه شده در باتری به هیچ عنوان اجازه شارژ مجدد آن را نخواهد داد. تنها کاری که باید انجام دهید این است که جریان شارژ را کنترل کنید تا از آن بیشتر نشود مقادیر مجازبرای این باتری (متاسفانه بردهای محافظ نمی توانند جریان شارژ را محدود کنند).

شارژ با منبع تغذیه آزمایشگاهی

اگر منبع تغذیه ای با حفاظت جریان (محدودیت) در اختیار دارید، پس نجات پیدا کرده اید! چنین منبع تغذیه در حال حاضر یک شارژر تمام عیار است که مشخصات شارژ صحیح را اجرا می کند که در بالا در مورد آن نوشتیم (CC / CV).

تنها کاری که برای شارژ li-ion باید انجام دهید این است که منبع تغذیه را روی 4.2 ولت تنظیم کرده و حد جریان مورد نظر را تنظیم کنید. و می توانید باتری را وصل کنید.

در ابتدا، زمانی که باتری هنوز خالی است، منبع تغذیه آزمایشگاه در حالت حفاظت جریان کار می کند (یعنی جریان خروجی را در یک سطح معین تثبیت می کند). سپس، هنگامی که ولتاژ روی بانک به 4.2 ولت تنظیم شده افزایش می یابد، منبع تغذیه به حالت تثبیت ولتاژ تغییر می کند و جریان شروع به کاهش می کند.

هنگامی که جریان به 0.05-0.1 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، باتری را می توان شارژ کامل در نظر گرفت.

همانطور که می بینید، PSU آزمایشگاهی یک شارژر تقریبا کامل است! تنها کاری که نمی تواند به صورت خودکار انجام دهد، تصمیم گیری برای شارژ کامل باتری و خاموش شدن آن است. اما این یک چیز کوچک است که حتی ارزش توجه به آن را ندارد.

چگونه باتری های لیتیومی را شارژ کنیم؟

و اگر ما در مورد باتری یکبار مصرف صحبت می کنیم که برای شارژ مجدد در نظر گرفته نشده است، پاسخ صحیح (و تنها صحیح) به این سوال خیر است.

واقعیت این است که هر باتری لیتیومی (به عنوان مثال، معمولی CR2032 به شکل یک قرص تخت) با وجود یک لایه غیرفعال داخلی که آند لیتیوم را می پوشاند مشخص می شود. این لایه از واکنش شیمیایی آند با الکترولیت جلوگیری می کند. و تامین جریان خارجی لایه محافظ فوق را از بین می برد و منجر به آسیب به باتری می شود.

به هر حال، اگر در مورد باتری غیر قابل شارژ CR2032 صحبت کنیم، یعنی LIR2032، که بسیار شبیه به آن است، در حال حاضر یک باتری تمام عیار است. می توان و باید شارژ شود. فقط ولتاژ او 3 نیست بلکه 3.6 ولت است.

نحوه شارژ باتری های لیتیومی (خواه باتری گوشی باشد، 18650 یا هر باتری لیتیوم یون دیگری) در ابتدای مقاله مورد بحث قرار گرفت.

85 کوپ / عدد خرید کنید MCP73812 65 روبل / قطعه خرید کنید NCP1835 83 روبل / عدد. خرید کنید *همه تراشه ها با ارسال رایگان

قیمت برای 2 عدد می باشد.

من باید یک دستگاه را از یک باتری لیتیومی 18650 تغذیه کنم که با ولتاژ 3 تا 4 ولت کار می کند. برای اجرای این ایده، به طرحی نیاز بود که بتواند:
1- باتری را از تخلیه بیش از حد محافظت کنید
2- باتری های لیتیومی را شارژ کنید
در Aliexpress یک روسری کوچک پیدا شد که همه این کارها را انجام می داد و اصلاً گران نبود.


بدون معطلی، بلافاصله تعداد زیادی از این تخته ها را به قیمت 3.88 دلار خریدم. البته اگر 10 عدد از آنها را بخرید، می توانید آنها را با 1 دلار پیدا کنید. اما من به 10 نیاز ندارم.
بعد از 2 هفته تخته ها دست من بود.
برای کسانی که علاقه مند هستند، روند باز کردن بسته بندی و یک نمای کلی سریع را می توان در اینجا مشاهده کرد:

مدار شارژ روشن است کنترلر اختصاصی TP4056
شرح آن:
از پایه دوم تا "زمین" مقاومت 1.2 کیلو اهم (با علامت R3 روی برد) وجود دارد که با تغییر مقدار این مقاومت می توانید جریان شارژ باتری را تغییر دهید.


در ابتدا 1.2 کیلو اهم هزینه دارد، به این معنی که جریان شارژ 1 آمپر است.

مبدل های مختلف دیگری را می توان به این برد متصل کرد. به عنوان مثال، اگر چنین مبدل DC / DC را وصل کنید


بعد چیزی شبیه بانک می گیریم. از آنجایی که در خروجی + 5v خواهیم داشت.
و اگر یک مبدل جهانی تقویت کننده DC / DC را به LM2577S متصل کنید


سپس خروجی را از 4 تا 26 ولت می گیریم. که بسیار خوب است و تمام نیازهای ما را پوشش می دهد.
به طور کلی، با داشتن یک باتری لیتیومی، حتی از یک تلفن قدیمی، و چنین بردی، یک کیت جهانی برای بسیاری از وظایف برای تغذیه دستگاه های خود دریافت می کنیم.
جزئیات را می توان در بررسی ویدیویی مشاهده کرد:


من قصد دارم +138 بخرم افزودن به علاقه مندی ها نقد را پسندید +56 +153

همه آماتورهای رادیویی به خوبی از تابلوهای شارژ یک قوطی باتری لیتیوم یونی آگاه هستند. به دلیل قیمت پایین و پارامترهای خروجی خوب تقاضای زیادی دارد.




برای شارژ باتری های ذکر شده قبلی از ولتاژ 5 ولت استفاده می شود. چنین روسری ها به طور گسترده ای در طراحی های خانگی استفاده می شود منبع مستقلمنبع تغذیه به شکل باتری های لیتیوم یونی.



این کنترلرها در دو نسخه با و بدون محافظ تولید می شوند. آنهایی که محافظ دارند کمی گران هستند.




حفاظت چندین عملکرد را انجام می دهد

1) باتری را در هنگام تخلیه عمیق، شارژ بیش از حد، اضافه بار و اتصال کوتاه قطع می کند.





امروز ما این روسری را با جزئیات بررسی خواهیم کرد و متوجه خواهیم شد که آیا پارامترهای وعده داده شده توسط سازنده با پارامترهای واقعی مطابقت دارد یا خیر، و همچنین آزمایشات دیگری را ترتیب خواهیم داد، بیایید برویم.
پارامترهای برد در زیر نشان داده شده است




و اینها طرح ها هستند، بالا با محافظت، پایین بدون




در زیر میکروسکوپ قابل توجه است که برد از کیفیت بسیار خوبی برخوردار است. فایبرگلاس دو طرفه، بدون "جوراب"، چاپ سیلک وجود دارد، تمام ورودی ها و خروجی ها علامت گذاری شده اند، اگر دقت کنید اشتباه کردن اتصال واقع بینانه نیست.




ریز مدار می تواند حداکثر جریان شارژ را در منطقه 1 آمپر ارائه دهد، این جریان را می توان با انتخاب یک مقاومت Rx (که با رنگ قرمز مشخص شده است) تغییر داد.




و این یک صفحه جریان خروجی است، بسته به مقاومت مقاومت مشخص شده قبلی.



ریز مدار ولتاژ شارژ نهایی (حدود 4.2 ولت) را تنظیم می کند و جریان شارژ را محدود می کند. برد دارای دو ال ای دی قرمز و آبی است (رنگ ها ممکن است متفاوت باشد) اولی در هنگام شارژ روشن می شود و دومی با شارژ کامل باتری روشن می شود.




یک کانکتور Micro USB وجود دارد که با ولتاژ 5 ولت عرضه می شود.




تست اول
بیایید بررسی کنیم ولتاژ خروجیکه باتری به آن شارژ می شود، باید بین 4.1 تا 4.2 ولت باشد





درست است، شکایتی وجود ندارد.

تست دوم
بیایید جریان خروجی را بررسی کنیم، در این بردها حداکثر جریان به طور پیش فرض تنظیم شده است و این حدود 1A است.
خروجی برد را تا زمانی که محافظ کار کند بارگذاری می کنیم، بنابراین مصرف زیاد در ورودی یا باتری تخلیه شده را شبیه سازی می کنیم.




حداکثر جریان نزدیک به جریان اعلام شده است، بیایید ادامه دهیم.

تست 3
به جای باتری، یک منبع تغذیه آزمایشگاهی وصل شده است که ولتاژ آن از قبل در منطقه 4 ولت تنظیم شده است. ما ولتاژ را کاهش می دهیم تا زمانی که محافظ باتری را خاموش کند، مولتی متر ولتاژ خروجی را نشان می دهد.





همانطور که می بینید، در 2.4-2.5 ولت، ولتاژ خروجی ناپدید شد، یعنی حفاظت در حال کار است. اما این ولتاژ زیر بحرانی است، من فکر می کنم 2.8 ولت بیشتر خواهد بود، به طور کلی، من توصیه نمی کنم باتری را تا حدی تخلیه کنید که حفاظت کار کند.

تست 4
بررسی جریان عملیات حفاظتی
برای این منظور از یک بار الکترونیکی استفاده شد، ما به تدریج جریان را افزایش می دهیم.




حفاظت در جریان های حدود 3.5 آمپر کار می کند (به وضوح در ویدیو قابل مشاهده است)

از کاستی ها ، فقط اشاره می کنم که ریز مدار بی شرمانه گرم می شود و حتی یک برد گرما فشرده نیز صرفه جویی نمی کند - به هر حال - خود ریز مدار دارای بستری برای انتقال حرارت کارآمد است و این بستر به تخته لحیم می شود ، دومی نقش یک هیت سینک را بازی می کند.





من فکر می کنم چیزی برای اضافه کردن وجود ندارد، همه آن را کاملاً دیدند، هیئت مدیره عالی است گزینه بودجهوقتی صحبت از یک کنترل کننده شارژ برای یک قوطی باتری لیتیوم یونی با ظرفیت کم می شود.
من فکر می کنم این یکی از موفق ترین پیشرفت های مهندسان چینی است که به دلیل قیمت ناچیز در دسترس همه است.
خوشحال از ماندن!

نمایش تلفن

بیش از 100 مدل هاوربرد موجود است! تا 6 ماه می توانید از ما خرید کنید. تسویه حساب در فروشگاه یا آنلاین در وب سایت ما!

قیمت: 9990 روبل. 12490 روبل. (مدل ارزان وجود ندارد: تعادل خود، دلبستگی، دسته حمل، کیف.)

مزایای ما:
- فقط محصولات با کیفیت و اصل
- با ما می توانید ببینید، لمس کنید، سوار شوید، از کیفیت مطمئن شوید و تنها پس از آن خرید کنید!
- برخلاف سایر فروشگاه های آویتو، ما عکس های خودمان از هاوربردهای گرفته شده در فروشگاه خود را منتشر می کنیم

ویژگی های هاوربرد Smart Balance:
- قطر چرخ 10 اینچ (254 میلی متر)
- حداکثر سرعت 18 کیلومتر در ساعت
- ذخیره برق تا 25 کیلومتر
- تعادل خودکار
- قدرت موتور 1000 وات (2 موتور 500 وات)
- باتری لیتیوم یونی سامسونگ (با سیستم حفاظتی)
- ظرفیت باتری 4400 mah 36v
- زمان شارژ کامل 2 ساعت
- تابلوهای TaoTao
- اپلیکیشن موبایل TaoTao Plus
- بلندگوهای بلوتوث
- نور پس زمینه LED
- حداقل بار 20 کیلوگرم
- حداکثر بار 120 کیلوگرم
- حداکثر زاویه ارتفاع 15 درجه
- ابعاد 710x350x340 میلی متر
- وزن 13 کیلوگرم
- دسته حمل

تجهیزات:
- ژیروسکوتر
- کیف کیف
- شارژر
- آموزش به زبان روسی
- کارت گارانتی 12 ماهه

اپلیکیشن موبایل برای گوشی های هوشمند:
برنامه تلفن همراه رایگان TaoTaoPlus برای کاربران گوشی های هوشمند iOS و Android. پس از همگام سازی هاوربرد از طریق بلوتوث با اپلیکیشن موبایل TaoTaoPlus می توانید هاوربرد را برای خود یا فرزندتان مدیریت و سفارشی کنید:
- رمز دسترسی دستگاه را تنظیم کنید
- موقعیت جغرافیایی را بر اساس داده های تلفن هوشمند خود پیگیری کنید
- شخصی سازی حداکثر سرعتجنبش
- حساسیت سنسورهای فشار و ژیروسکوپ را تنظیم کنید
- قبل از رفتن به حالت صرفه جویی در مصرف انرژی، زمان بیکاری را تنظیم کنید
شما همچنین به اطلاعات دسترسی خواهید داشت:
- کل مسافت پیموده شده هاوربرد، کیلومتر
- مسافت پیموده شده برای سفر فعلی، کیلومتر
- سرعت حرکت
- دمای دستگاه
- ولتاژ
- سطح باتری

شرایط تحویل و پرداخت
تحویل:
1) وانت. از فروشگاه در: Khabarovsk، خیابان. لئو تولستوی 3B. ساعات کاری: از ساعت 9:00 الی 20:00 بدون وقفه و روزهای تعطیل.
2) تحویل با حمل و نقل شرکت. رایگان در خاباروفسک در روز سفارش.
3) شرکت حمل و نقل. ارسال رایگانقبل از شرکت حمل و نقل. تحویل بیشتر به هر شهر در روسیه - با نرخ شرکت های حمل و نقل.
4) این امکان وجود دارد که کالا را از راه های دیگری که برای شما مناسب است تحویل دهید. (در هنگام سفارش بحث شد)

روش های پرداخت:
1) وجه نقد در فروشگاه یا پس از تحویل کالا به پیک. پس از دریافت کالا، حتما از کامل بودن کالا، موجود بودن کارت گارانتی و رسید اطمینان حاصل نمایید.
2) پرداخت کارت بانکیاز طریق پایانه پرداخت در فروشگاه.
3) پرداخت آنلاین با کارت بانکی در سایت فروشگاه.
4) انتقال به کارت Sberbank.
5) پرداخت بدون نقد. برای اشخاص حقوقیو IP
6) حواله بانکی برای افراد از مناطق روسیه از طریق شعبه هر بانک.

ابتدا باید در مورد اصطلاحات تصمیم بگیرید.

همینطور کنترل کننده های تخلیه شارژ وجود ندارد. این بی معنی است. مدیریت تخلیه فایده ای ندارد. جریان تخلیه به بار بستگی دارد - به همان اندازه که نیاز دارد، به همان اندازه طول می کشد. تنها کاری که باید در هنگام تخلیه انجام داد، نظارت بر ولتاژ باتری است تا از تخلیه بیش از حد آن جلوگیری شود. برای این، درخواست کنید.

در همان زمان، به طور جداگانه کنترل شارژنه تنها وجود دارند، بلکه برای فرآیند شارژ باتری های لیتیوم یون کاملا ضروری هستند. آنها هستند که جریان مورد نیاز را تنظیم می کنند ، لحظه پایان شارژ را تعیین می کنند ، دما را نظارت می کنند و غیره. کنترل کننده شارژ بخشی جدایی ناپذیر از هر دستگاه است.

بر اساس تجربه من، می توانم بگویم که یک کنترل کننده شارژ / دشارژ در واقع به عنوان مداری برای محافظت از باتری در برابر تخلیه بیش از حد عمیق و برعکس، شارژ بیش از حد درک می شود.

به عبارت دیگر، هنگامی که در مورد کنترل کننده شارژ / دشارژ صحبت می کنیم، ما در مورد حفاظتی که تقریباً در تمام باتری های لیتیوم یونی (ماژول های PCB یا PCM) تعبیه شده است صحبت می کنیم. او آنجاست:

و اینجا هم هستند:

بدیهی است که تابلوهای حفاظتی در اشکال مختلف ارائه شده و با استفاده از انواع مختلف مونتاژ می شوند قطعات الکترونیکی. در این مقاله، ما فقط به گزینه‌هایی برای محافظت از باتری‌های لیتیوم یونی (یا اگر دوست دارید، کنترل‌کننده‌های تخلیه/شارژ) را نگاه می‌کنیم.

کنترل کننده های شارژ-تخلیه

از آنجایی که این نام در جامعه جا افتاده است، ما نیز از آن استفاده خواهیم کرد. بیایید با شاید رایج ترین گزینه در تراشه DW01 (Plus) شروع کنیم.

DW01-Plus

چنین برد محافظی برای باتری های لیتیوم یونی در هر باتری دوم تلفن همراه یافت می شود. برای رسیدن به آن، فقط چسب خود را با کتیبه ها که روی باتری چسبانده شده است، جدا کنید.

تراشه DW01 خود شش پایه است و دو ترانزیستور اثر میدانی از نظر ساختاری در یک بسته به شکل یک مجموعه 8 پایه ساخته شده اند.

پایه 1 و 3 به ترتیب کنترل کلیدهای حفاظت اضافه شارژ (FET1) و اضافه شارژ (FET2) هستند. ولتاژ آستانه: 2.4 و 4.25 ولت. نتیجه 2 - سنسوری که افت ولتاژ را در ترانزیستورهای اثر میدان اندازه گیری می کند که به دلیل آن حفاظت از جریان اضافه اجرا می شود. مقاومت گذرا ترانزیستورها به عنوان یک شنت اندازه گیری عمل می کند، بنابراین آستانه پاسخ از محصولی به محصول دیگر گسترش بسیار زیادی دارد.

کل طرح چیزی شبیه به این است:

ریز مدار سمت راست با علامت 8205A - این است FET ها، به عنوان کلید در طرح عمل می کند.

سری S-8241

SEIKO مدارهای تخصصی را برای محافظت از باتری‌های لیتیوم یون و لیتیوم پلیمر در برابر تخلیه/شارژ بیش از حد توسعه داده است. برای محافظت از یک بانک، درخواست دهید مدارهای یکپارچهسری S-8241.

کلیدهای حفاظت از تخلیه بیش از حد و شارژ بیش از حد به ترتیب با ولتاژ 2.3 و 4.35 ولت کار می کنند. حفاظت جریان زمانی فعال می شود که افت ولتاژ FET1-FET2 200 میلی ولت باشد.

سری AAT8660

LV51140T

یک طرح حفاظتی مشابه برای باتری های تک سلولی لیتیومی با محافظت در برابر تخلیه بیش از حد، شارژ بیش از حد، شارژ اضافی و جریان های تخلیه. با استفاده از تراشه LV51140T پیاده سازی شده است.

ولتاژ آستانه: 2.5 و 4.25 ولت. پایه دوم ریز مدار ورودی آشکارساز اضافه بار جریان است (مقادیر حدی: 0.2 ولت هنگام تخلیه و -0.7 ولت هنگام شارژ). پین 4 استفاده نمی شود.

سری R5421N

طراحی مدار شبیه به موارد قبلی است. در حالت کار، ریز مدار حدود 3 μA مصرف می کند، در حالت مسدود کردن - حدود 0.3 μA (حرف C در تعیین) و 1 μA (حرف F در تعیین).

سری R5421N شامل تغییرات متعددی است که در میزان ولتاژ پاسخ در طول شارژ مجدد متفاوت است. جزئیات در جدول آورده شده است:

SA57608

نسخه دیگری از کنترل کننده شارژ / تخلیه، فقط در تراشه SA57608.

ولتاژهایی که در آن ریز مدار شیشه را از مدارهای خارجی جدا می کند به شاخص حرف بستگی دارد. برای جزئیات به جدول مراجعه کنید:

SA57608 جریان نسبتاً زیادی را در حالت خواب مصرف می کند - حدود 300 میکروآمپر، که آن را از آنالوگ های بالا متمایز می کند (جریان های مصرفی در حد کسری از میکرو آمپر هستند).

LC05111CMT

و در نهایت، ما یک راه حل جالب از یکی از رهبران جهان در تولید قطعات الکترونیکی On Semiconductor - یک کنترل کننده شارژ-تخلیه بر روی تراشه LC05111CMT ارائه می دهیم.

راه حل از این جهت جالب است که ماسفت های کلیدی در خود ریزمدار تعبیه شده اند، بنابراین تنها چند مقاومت و یک خازن از عناصر متصل باقی مانده است.

مقاومت گذرا ترانزیستورهای داخلی 11 میلی اهم (0.011 اهم) است. حداکثر جریان شارژ/دشارژ 10 آمپر است. حداکثر ولتاژ بین پایانه های S1 و S2 24 ولت است (این در هنگام ترکیب باتری ها در باتری مهم است).

ریز مدار در پکیج WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Dual Flag تولید می شود.

مدار، همانطور که انتظار می رود، محافظت در برابر شارژ/تخلیه بیش از حد، جریان اضافه در بار و جریان شارژ بیش از حد را فراهم می کند.

کنترل کننده های شارژ و مدارهای حفاظتی - چه تفاوتی دارند؟

درک این نکته مهم است که ماژول حفاظتی و کنترل کننده شارژ یکسان نیستند. بله، عملکرد آنها تا حدی همپوشانی دارند، اما اشتباه است که ماژول حفاظتی تعبیه شده در باتری را کنترل کننده شارژ بنامیم. حالا بگذارید تفاوت را توضیح دهم.

مهمترین نقش هر کنترل کننده شارژ، اجرای پروفیل شارژ صحیح (معمولاً CC/CV - جریان ثابت/ولتاژ ثابت) است. یعنی کنترل کننده شارژ باید بتواند جریان شارژ را در یک سطح معین محدود کند و در نتیجه میزان انرژی "ریخته شده" به باتری را در واحد زمان کنترل کند. انرژی اضافی به صورت گرما آزاد می شود، بنابراین هر کنترل کننده شارژ در حین کار بسیار داغ می شود.

به همین دلیل، کنترل کننده های شارژ هرگز در باتری تعبیه نمی شوند (برخلاف بردهای محافظ). کنترلرها تنها بخشی از شارژر مناسب هستند و نه چیز دیگری.

علاوه بر این، هیچ برد محافظ (یا ماژول حفاظتی، آن را آنچه می خواهید نامید) قادر به محدود کردن جریان شارژ نیست. برد فقط ولتاژ خود بانک را کنترل می کند و اگر از حد از پیش تعیین شده فراتر رفت، کلیدهای خروجی را باز می کند و در نتیجه بانک را از دنیای بیرون جدا می کند. به هر حال، حفاظت از اتصال کوتاه نیز بر اساس همان اصل کار می کند - در صورت اتصال کوتاه، ولتاژ روی بانک به شدت کاهش می یابد و مدار حفاظت از تخلیه عمیق فعال می شود.

سردرگمی بین مدارهای حفاظتی باتری های لیتیومی و کنترل کننده های شارژ به دلیل شباهت آستانه پاسخ (~ 4.2 ولت) به وجود آمد. فقط در مورد ماژول محافظ، جار به طور کامل از پایانه های خارجی جدا می شود و در مورد کنترل کننده شارژ، به حالت تثبیت ولتاژ و کاهش تدریجی جریان شارژ سوئیچ می کند.