Kaip tvirtai įsiliejo į mūsų gyvenimą Ličio jonų baterija s. Tai, kad jie naudojami beveik visoje mikroprocesorių elektronikoje, jau yra norma. Taigi radijo mėgėjai jau seniai juos priėmė ir naudoja savo naminiuose gaminiuose. Prisidedu prie šių reikšmingų ličio jonų baterijų pranašumų, tokių kaip mažas dydis, didelė talpa, didelis pasirinkimasįvairių pajėgumų ir formų vykdymai.

Labiausiai paplitęs akumuliatorius yra 18650, jo įtampa 3,7 V. Tam padarysiu iškrovos indikatorių.
Tikriausiai neverta pasakoti, kiek jų iškrova kenkia krano akumuliatoriams. Ir visų rūšių baterijoms. Tinkama įkraunamų baterijų priežiūra kelis kartus prailgins jų tarnavimo laiką ir sutaupys pinigų.

Įkrovimo indikatoriaus grandinė

Jei atidarysite bet kurią mobiliojo telefono bateriją, pamatysite, kad maža spausdintinė plokštė yra prilituota prie akumuliatoriaus elemento gnybtų. Tai vadinamoji apsaugos schema arba Apsaugos IC.

Dėl savo savybių ličio baterijas reikia nuolat stebėti. Pažvelkime atidžiau, kaip išdėstyta apsaugos schema ir iš kokių elementų ji susideda.

Įprasta įkrovimo valdiklio grandinė ličio baterija yra maža lenta, ant kurios sumontuota elektroninė grandinė iš SMD komponentų. 1 elemento („banko“) valdiklio grandinė esant 3,7 V, kaip taisyklė, susideda iš dviejų mikroschemų. Viena mikroschema yra valdymo, o kita - vykdomoji - dviejų MOSFET tranzistorių mazgas.

Nuotraukoje parodyta 3,7 V akumuliatoriaus įkrovimo valdiklio plokštė.

Mažoje pakuotėje esanti mikroschema, pažymėta DW01-P, iš esmės yra valdiklio „smegenys“. Čia yra tipinė šio lusto laidų schema. Diagramoje G1 yra ličio jonų arba polimero baterijos elementas. FET1, FET2 yra MOSFET tranzistoriai.

Sokolevka, išvaizda ir DW01-P lusto kaiščio priskyrimas.

MOSFET tranzistoriai nėra įtraukti į DW01-P lustą ir yra pagaminti kaip atskiras lustų rinkinys iš 2 MOSFET tranzistoriai N tipo. Paprastai naudojamas mazgas, pažymėtas 8205, o pakuotė gali būti 6 kontaktų (SOT-23-6) arba 8 kontaktų (TSSOP-8). Agregatas gali būti pažymėtas kaip TXY8205A, SSF8205, S8205A ir kt. Taip pat galite rasti rinkinių, pažymėtų 8814 ir panašiais.

Čia yra TSSOP-8 paketo S8205A lusto jungtis ir sudėtis.

Du FET naudojami atskirai valdyti akumuliatoriaus elemento iškrovimą ir įkrovimą. Patogumui jie gaminami vienu atveju.

Tranzistorius (FET1), kuris yra prijungtas prie OD kaiščio ( Perteklinis išsikrovimas) DW01-P lustai, valdo akumuliatoriaus išsikrovimą – pajungia/atjungia apkrovą. Ir tas (FET2), kuris yra prijungtas prie OC kaiščio ( perkrautas) – pajungia/atjungia maitinimo šaltinį (įkroviklį). Taigi, atidarius arba uždarius atitinkamą tranzistorių, galima, pavyzdžiui, išjungti apkrovą (vartotoją) arba nustoti krauti akumuliatoriaus elementą.

Pažvelkime į valdymo lusto ir visos apsaugos grandinės logiką kaip visumą.

Apsauga nuo perkrovimo.

Kaip žinote, per 4,2–4,3 V ličio akumuliatoriaus įkrovimas gali perkaisti ir net sprogti.

Jei elemento įtampa pasiekia 4,2–4,3 V ( Apsaugos nuo perkrovimo įtampa – VOCCP), tada valdymo lustas uždaro FET2 tranzistorių, taip užkertant kelią tolesniam akumuliatoriaus įkrovimui. Akumuliatorius bus atjungtas nuo maitinimo šaltinio tol, kol elemento įtampa nukris žemiau 4–4,1 V ( Perkrovimo išleidimo įtampa – VOCR) dėl savaiminio išsikrovimo. Taip yra tik tuo atveju, jei prie akumuliatoriaus nėra prijungta apkrova, pavyzdžiui, ji išimama iš mobiliojo telefono.

Jei akumuliatorius prijungtas prie apkrovos, tada FET2 tranzistorius vėl atsidaro, kai elemento įtampa nukrenta žemiau 4,2 V.

Apsauga nuo perkaitimo.

Jei akumuliatoriaus įtampa nukrenta žemiau 2,3–2,5 V ( Apsaugos nuo perkrovimo įtampa – VODP), tada valdiklis išjungia FET1 MOSFET tranzistorių - jis prijungtas prie DO kaiščio.

Yra labai įdomi būklė . Kol akumuliatoriaus elemento įtampa neviršija 2,9–3,1 V ( Perkrovos išleidimo įtampa – VODR), apkrova bus visiškai atjungta. Valdiklio gnybtai bus 0 V. Tie, kurie nėra susipažinę su apsauginės grandinės logika, tokią situaciją gali laikyti akumuliatoriaus „mirtimi“. Čia tik mažas pavyzdys.

Miniatiūrinė ličio polimero baterija 3,7 V iš MP3 grotuvo. Sudėtis: valdymo valdiklis - G2NK (serija S-8261), lauko tranzistorių surinkimas - KC3J1.

Baterija išsikrovusi žemiau 2,5 V. Valdymo grandinė atjungė jį nuo apkrovos. Valdiklio išvestyje 0V.

Tuo pačiu metu, jei matuojate akumuliatoriaus elemento įtampą, tada, kai apkrova buvo išjungta, ji šiek tiek išaugo ir pasiekė 2,7 V lygį.

Kad valdiklis vėl prijungtų akumuliatorių prie „išorinio pasaulio“, tai yra, prie apkrovos, akumuliatoriaus elemento įtampa turi būti 2,9–3,1 V ( VODR).

Tai kelia labai pagrįstą klausimą.

Diagrama rodo, kad tranzistorių FET1, FET2 nutekėjimo gnybtai (Drain) yra sujungti kartu ir niekur nėra sujungti. Kaip tokia grandine teka srovė, kai suveikia apsauga nuo perkrovos? Kaip vėl įkrauti akumuliatoriaus „banką“, kad valdiklis vėl įjungtų iškrovimo tranzistorių - FET1?

Jei ieškote ličio jonų / polimerų apsaugos lustų duomenų lapų (įskaitant DW01-P, G2NK), tada galite sužinoti, kad įsijungus gilaus iškrovimo apsaugai, veikia įkrovos aptikimo grandinė - Įkroviklio aptikimas. Tai yra, kai prijungtas įkroviklis grandinė aptiks, kad įkroviklis prijungtas, ir leis įkrovimo procesą.

Įkrovimas iki 3,1 V lygio po gilaus ličio elemento iškrovimo gali užtrukti labai ilgai – kelias valandas.

Norėdami atkurti ličio jonų / polimerų akumuliatorių, galite naudoti specialius įrankius, pavyzdžiui, universalų įkroviklį Turnigy Accucell 6. Apie tai, kaip tai padaryti, jau kalbėjau čia.

Būtent šiuo metodu man pavyko atkurti Li-polymer 3,7V bateriją iš MP3 grotuvo. Įkrovimas nuo 2,7 V iki 4,2 V užtruko 554 minutes ir 52 sekundes, tai yra daugiau nei 9 valandas! Tiek gali trukti „atkūrimo“ įkrovimas.

Be kitų dalykų, ličio baterijų apsaugos grandinių funkcionalumas apima apsaugą nuo viršsrovių ( Apsauga nuo viršsrovių) ir trumpasis jungimas. Apsauga nuo viršsrovių įjungiama staigiai nukritus įtampai tam tikru dydžiu. Po to mikroschema riboja apkrovos srovę. Apkrovoje įvykus trumpajam jungimui (trumpajam jungimui), valdiklis jį visiškai išjungia, kol trumpasis jungimas bus pašalintas.

Ličio jonų akumuliatoriaus valdiklio grandinė
Ličio jonų akumuliatoriaus valdiklio schema Apsauginio valdiklio įtaisas ir veikimo principas Li-ion / polimero baterija Jei atidarysite bet kurią bateriją iš mobiliojo telefono, galite

Tikriausiai daugumai radijo mėgėjų bėgant metams įdedama dėžutė, į kurią jie sulankstomi „vėliau“. ličio baterijos nuo nesavalaikio mirusiojo (paskendęs, iškritęs iš balkono, apgraužtas Družoko) mobiliuosius telefonus ir fotoaparatus. Jie guli dėžėje ir laukia sparnuose.. Ir vis neateina valanda. Priežastis paprasta – naudoti baterija tame pačiame žibintuvėlyje jums reikia tai padaryti įkrovimo valdiklis, ir dėl kokių nors priežasčių jie nepristatė įkrovimo lustų vietinėje radijo parduotuvėje .. Taip, problema.

O ką daryti vargšui radijo mėgėjui? Viskas labai paprasta – „ganykloje“ galima išsiversti naudojant tai, kas yra paslėpta nuo paprasto vartotojo akių. Būtent apsauginė lenta, kuri yra kruopščiai paslėpta kiekvienoje ličio jonų arba ličio polimero baterija. Be jo jiems neleidžiama naudoti akumuliatoriai in Buitinė technika dėl išskirtinio ličio aktyvumo. Jei išardysite baterija iš Mobilusis telefonas , viduje rasime tokį paprastą įrenginį:

Štai kas yra akumuliatoriaus apsaugos plokštė. Ši plokštė turi dviejų lygių lyginamąją lustą ir lauko tranzistorius. Kai įtampa nukrenta iki akumuliatorius mažesnis nei 3v arba pakyla virš 4,25v, šis lygintuvas išjungia tranzistorių ir izoliuoja baterija nuo išorinio pasaulio, taip apsaugant nuo žalos.

Man kilo mintis pabandyti panaudoti šias apsaugos plokštės savybes procesui valdyti telefono baterijos įkrovimas nuo standarto USB prievadai kompiuteris (kuris kaip priedas turi 500mA srovės ribotuvą). Taigi sriubą gauname iš kirvio. Tiksliau, įkrovimas „iš nieko“. Belieka kažkaip parodyti proceso eigą (ir pabaigą) vartotojui įkrovimas. Žemiau yra schemašis mazgas.

Veikia labai paprastai. Prisijungus prie USB jungtis adresu įkrovimas pradedamas ir užsidega Šviesos diodas. Įkrovimo srovę riboja kompiuterio prievadas ir plokštės rezistoriai. Pasiekus įtampą akumuliatorius 4,25 V įjungia apsaugos plokštės komparatorių ir nutraukia įkrovimo grandinę. Šviesos diodas išsijungs. Pirmoje įkrovimo parinktyje naudojau mygtuką, kad pradėčiau įkrovimo procesą. Bet pasirodė, kad pradiniam atidarymui pakako 100nF kondensatoriaus lauko efekto tranzistorius. Grandinė yra labai paprasta ir pradeda veikti be reguliavimo.
Lentos failą galima atsisiųsti iš skyriaus "Failų katalogas"

Jei kartodami šį dizainą turite klausimų ar idėjų, kaip jį patobulinti, parašyk man internetu savo mintis apie tai.

Kaip įkrauti ličio jonų akumuliatorių be valdiklio
Kaip įkrauti ličio jonų bateriją be valdiklio Tikriausiai daugumai radijo mėgėjų bėgant metams įdedama dėžė, į kurią ličio baterijos iš

Jei jus domina, kaip įkrauti ličio jonų akumuliatorių, tada atėjote į reikiamą vietą.

Modernus mobiliuosius įrenginius reikalauti šaltinį neprisijungus mityba.

Ir tai galioja tiek „aukštosioms technologijoms“, kaip išmanieji telefonai ir nešiojamieji kompiuteriai, ir daugiau paprasti įrenginiai tarkim, elektriniai grąžtai ar multimetrai.

Yra daug įvairių tipų baterijų. Tačiau nešiojamai įrangai dažniausiai naudojamas Li-Ion.

Tokį platų platinimą lėmė santykinis gamybos paprastumas ir mažos sąnaudos.

Tai palengvino puikus veikimas, mažas savaiminis išsikrovimas ir didelė įkrovimo-iškrovimo ciklų riba.

Svarbu! Siekiant didesnio patogumo, daugumoje šių baterijų yra įrengtas specialus valdymo įtaisas, kuris neleidžia įkrovimui peržengti kritinius lygius.

Kritinio iškrovimo metu ši grandinė tiesiog nustoja tiekti įtampą įrenginiui, o esant pertekliui priimtinas lygisįkrovimas nutraukia įeinančią srovę.

Tuo pačiu metu, pasiekus nominalią 100%, įkrovimas turėtų trukti dar nuo pusantros iki dviejų valandų.

Tai būtina, nes tikroji baterija bus įkrauta 70-80%.

Įkraunant iš nešiojamojo kompiuterio arba stalinis kompiuteris Atminkite, kad USB prievado nepakanka aukštos įtampos, todėl procesas užtruks daugiau laiko.

Pakaitomis pilno ir dalinio (80-90%) įkrovimo ciklai prailgins įrenginio tarnavimo laiką.

Nepaisant tokios protingos architektūros ir bendro nepretenzingumo, kai kurių baterijų naudojimo taisyklių laikymasis padės prailginti jų tarnavimo laiką.

Kad įrenginio baterija „nepakentėtų“, pakanka laikytis paprastų rekomendacijų.

1 taisyklė: neleiskite akumuliatoriui visiškai išsikrauti

Šiuolaikinės konstrukcijos ličio jonų baterijos neturi „atminties efekto“. Todėl geriau juos įkrauti iki visiško išsikrovimo momento.

Kai kurie gamintojai akumuliatorių tarnavimo laiką matuoja pagal įkrovimo ciklų skaičių nuo nulio.

Aukščiausios kokybės gaminiai gali atlaikyti iki 600 tokių ciklų. Įkraunant akumuliatorių, kai liko 10-20%, ciklų skaičius padidėja iki 1700.

2 taisyklė. Visą išrašymą vis tiek reikia atlikti kas tris mėnesius.

Nestabilaus ir netaisyklingo įkrovimo atveju vidutiniai statistiniai didžiausio ir minimalaus įkrovimo ženklai anksčiau minėtame valdiklyje nuklysta.

Tai lemia tai, kad įrenginys gauna neteisingą informaciją apie įkrovimo dydį.

Prevencinės iškrovos padės to išvengti. At visiškas iškrovimas baterija, minimali vertėįkrovimas valdymo grandinėje (valdiklyje) bus nustatytas iš naujo.

Po to reikia įkrauti akumuliatorių „iki akies obuolių“, išlaikius nuo aštuonių iki dvylikos valandų prijungtoje prie tinklo būsenoje.

Tai atnaujins maksimalią vertę. Po tokio ciklo baterija bus stabilesnė.

3 taisyklė. Nenaudojamas akumuliatorius turi būti laikomas su nedideliu įkrovimu

Prieš sandėliavimą bateriją geriau įkrauti 30-50% ir laikyti 15 0 C temperatūroje. Tokiomis sąlygomis akumuliatorių galima laikyti gana ilgai be didelių pažeidimų.

Visiškai įkrauta baterija praras daug talpos saugojimo metu.

Ir visiškai iškrautas po ilgo laikymo, belieka tik atiduoti perdirbti.

4 taisyklė. Įkrovimas turi būti atliekamas tik naudojant originalius įrenginius

Pažymėtina, kad pats įkroviklis yra įmontuotas į mobiliojo įrenginio (telefono, planšetinio kompiuterio ir kt.) dizainą.

Išorinis adapteris šiuo atveju veikia kaip lygintuvas ir įtampos stabilizatorius.

Trečiųjų šalių „įkrovimo“ naudojimas gali neigiamai paveikti jų būklę.

5 taisyklė. Perkaitimas kenkia ličio jonų akumuliatoriams

Aukšta temperatūra itin neigiamai veikia akumuliatorių konstrukciją. Žemieji taip pat yra mirtini, bet daug mažesniu mastu.

Tai reikia atsiminti naudojant ličio jonų baterijas.

Baterija turi būti apsaugota nuo tiesioginių saulės spindulių ir naudojama toliau nuo šilumos šaltinių.

Leistinas temperatūros diapazonas yra nuo -40 0 C iki +50 0 C.

6 taisyklė

Naudoti nesertifikuotus įkroviklius nesaugu. Visų pirma, įprastos Kinijoje pagamintos „varlės“ dažnai užsidega įkrovimo metu.

Prieš naudodami tokį universalų įkroviklį, turėtumėte patikrinti didžiausias leistinas vertes, nurodytas ant pakuotės.

Taigi, reikia atkreipti dėmesį į maksimalią talpą.

Jei riba yra mažesnė už akumuliatoriaus talpą, geriausiu atveju jis nebus visiškai įkrautas.

Prijungus akumuliatorių, ant varlės korpuso turi užsidegti atitinkamas indikatorius.

Jei taip neatsitiks, įkrovimas yra labai žemas arba akumuliatorius neveikia.

Kai įkroviklis prijungtas prie tinklo, turi užsidegti ryšio indikatorius.

Kitas diodas yra atsakingas už maksimalaus įkrovimo pasiekimą, kuris aktyvuojamas atitinkamomis sąlygomis.

Ličio jonų baterijų naudojimo patarimai

Kaip įkrauti ir prižiūrėti ličio jonų akumuliatorių: 6 paprastos taisyklės

Kaip įkrauti ir prižiūrėti ličio jonų akumuliatorių: 6 paprastos taisyklės
Kaip įkrauti ir prižiūrėti ličio jonų akumuliatorių: 6 paprastos taisyklės Jei jums įdomu, kaip įkrauti ličio jonų akumuliatorių, tada atėjote į reikiamą vietą. Šiuolaikiniai mobilieji įrenginiai

Visi žino ličio baterijų privalumus – pirmiausia tai didelis energijos tankis, mažas svoris ir „atminties efekto“ nebuvimas. Taip pat verta paminėti, kad vienos ličio baterijos potencialas. (3,6 V) yra tris kartus didesnis nei vienos NiCd arba NiMH baterijos (1,2 V).

Tačiau ličio baterijos turi nemažai savybių, kurios neleidžia saugiai jas naudoti be specialių valdymo sistemų. Šios sistemos vadinamos įkrovimo ir iškrovimo valdikliais. Šiuolaikinėje pramonėje yra labai integruotų mikroschemų, paruoštų atlikti šias funkcijas. Tačiau, kaip paaiškėjo, jie neprieinami masiniam naudojimui. Radijo dalių parduotuvėse jie neparduodami po vieną. Juos reikia užsakyti iš tiekimo specializuotų įmonių Elektroniniai komponentaiįmonėms ir remonto dirbtuvėms. O minimali partija šiuo atveju yra nuo 10 vienetų (geriausiu atveju tai yra).

Visa tai paskatino mus sukurti savo valdiklį pagal atskirus elementus, kuriuos galima įsigyti bet kurioje provincijos radijo parduotuvėje.

Iškraunant ličio bateriją. jums reikia valdyti jo įtampą ir srovės stiprumą grandinėje.

Įkrauto ličio akumuliatoriaus įtampa. yra 4,2 V, o ne 3,6 V, kaip parašyta. Iki 3,6 V jis nukrenta esant apkrovai, artimai akumuliatoriaus talpai. Įtampos valdymas nėra duoti akumuliatoriaus. iškrova žemiau 3V. Šis slenkstis skiriasi 0,5 V ribose, priklausomai nuo akumuliatoriaus cheminės sudėties ir geometrinės formos. Baterijos išsikrovimas. mažesnis nei 3 V, sukelia negrįžtamus cheminius procesus akumuliatoriaus viduje, todėl jis netinkamas tolesniam naudojimui.

Norint valdyti srovės stiprumą grandinėje, būtina numatyti išjungimo mechanizmą, panašų į mašiną, kuri yra kiekvieno buto elektros skydelyje. Tie. ji turi apsaugoti nuo trumpųjų jungimų ir išsijungti, kai grandinėje viršijama tam tikra srovė. Apskritai, didžiausia iškrovimo srovė, kurią gali tiekti baterija. lygus jo talpai. Pavyzdžiui, kaupti. kurių talpa 2A h gali saugiai tiekti 2A srovę. Baterijos darbas esant srovėms, viršijančioms jo talpą, tai įmanoma trumpalaikiais režimais arba įprastu režimu, jei tai nurodyta akumuliatoriaus gamintojo dokumentacijoje. Trumpojo jungimo atveju ličio baterija gali sprogti! Būk atsargus!

Daugiau apie cheminius procesus, ličio baterijų įkrovimo ir iškrovimo būdus. galite perskaityti čia Panasonic Lithium Ion Handbook (anglų kalba).

Viskas prasidėjo nuo to, kad mano nešiojamojo kompiuterio baterija išsijungė. Nešiojamam kompiuteriui buvo dveji metai, nuo baterijos. beveik neveikė – visada buvo prijungtas prie tinklo. Kaip man vėliau buvo pasakyta, tai gali būti akumuliatoriaus gedimo priežastis. Tie. tai nebuvo lėtai mirštanti baterija. sumažėjus talpai, atvirkščiai, nešiojamas kompiuteris iš jo dirbo penkias valandas, tik vieną gražią dieną, neįsijungė nuo baterijos ir tiek. Baterija nebeaptinkama sistemoje „Windows“, ir aš padariau išvadą, kad įmontuotas akumuliatoriaus valdiklis perdegė. baterijos. Išardę bateriją pamatėme 6 elementus, 2 sujungę į 3 elementus su nuoseklia lygiagrečia jungtimi.

Matuodami kiekvienos ląstelės įtampą, įsitikinome, kad jos įkrautos. Tai dar kartą patvirtino valdiklio gedimo versiją. Kontrolieriaus išorinės apžiūros metu jokių matomų pažeidimų nenustatyta. Idėją suremontuoti valdiklį atmečiau kaip sudėtingą (forumuose žmonės rašė apie valdiklio procesoriaus litavimą ir programavimą). Apskritai šio valdiklio sudėtingumas padarė didelį įspūdį. Kas žino, kas ten iš tikrųjų sudegė?

Todėl ir užsisakiau nauja baterija, bet nusprendžiau tai padaryti vėliau. Bet veltui!

Po dviejų mėnesių jais pasirūpinau. Išplėšiau elementus iš korpuso, atjungiau nuo valdiklio, pamatavau įtampą ant jų ir labai nustebau - 4 elementai buvo visiškai išsikrovę! Kituose dviejuose įtampa buvo apie 1 V. Matyt, sugadintas valdiklis per save visiškai iškrovė 2 celes.

Pagal instrukcijas, baterija. išsikrovęs žemiau 3V, reikėjo krauti 0,1 srove nuo talpos. Šių 4 elementų nepavyko įkrauti. Jokių šokių tamburinu, šaldymo ir atšildymo, tapšnojimo ir pan. nepadėjo. Turėjau juos išmesti. Tai yra gilus per didelis iškrovimas, dėl kurio žūva ličio baterijos. Likę du elementai buvo sėkmingai įkrauti.

Elementai buvo pažymėti Sanyo UR18650FM 2.6AH. Iš karto aišku, kad elemento talpa yra 2,6 Ah ir jį gamina japonų korporacija Sanyo. Atlikę paiešką korporacijos svetainėje, priėjome dokumentą, pavadintą . Trūksta tik M raidės gale. Dokumentas pasirodė labai įdomus. Jame buvo specifikacijas 2,5 Ah talpos baterija, matmenys sutapo su mūsų.

Nusprendę naudoti šį dokumentą kaip veiksmų vadovą, pradėjome kurti iškrovos valdiklį.

Iš grafiko „Iškrovimo greičio charakteristikos“ (iškrovos dinamikos charakteristikos) paaiškėjo, kad elementas leidžia iškrauti iki 2,7V ir 2C srovę, t.y. dviguba talpa. Atitinkamai, mūsų elementas, kurio talpa 2,6A h, gali pagaminti 5,2A.

iškrovos valdiklis

Išsamiai išanalizavęs šį dokumentą ir kitą informacinę literatūrą, Skvorcovas Vladimiras Nikolajevičius (nepainioti su Starlingu) sukūrė valdiklį darbui su vienu ar dviem ličio elementais. Valdiklis apsaugo elementus nuo trumpojo jungimo ir perkrovos.

Paveikslėlyje parodyta valdiklio grandinė suteikia apkrovos atjungimą, kai akumuliatoriaus įtampa nukrenta iki 6 V (kiekvienam elementui 3 V). Trumpasis jungimas laikomas srovės stipriu, viršijančiu 4A.

Norėdami naudoti valdiklį su vienu elementu (išjungimas esant 3 V), turite pasirinkti (padidinti) rezistorių R1 - jis yra atsakingas už atsako slenkstį, kai įtampa nukrenta. Taip pat reikia atsižvelgti į individualias tranzistoriaus VT1 charakteristikas (tolerancijos % nuokrypis).

Norėdami valdyti srovės stiprumą, pasirenkamas rezistorius R7. Kuo mažesnė jo vertė, tuo daugiau srovės valdiklis praeina.

Kaip tranzistorių VT3 galite naudoti bet kokį galingą lauko tranzistorių, kurio srovės atsarga 3 kartus didesnė už akumuliatoriaus talpą, pavyzdžiui, 15N03.

Valdiklio veikimo principas ir režimai

Maitinimas, normalus režimas

Prijungus dviejų įkrautų baterijų (8,4 V) akumuliatorių, atsidaro VT4 tranzistorius. Dėl bazinės srovės per R4 VT4 emiterio įtampa tampa apie 0,7 V. Be to, rezistorius R4 palaiko VT2 uždarytą.

Kai atidaromas VT4, per R1-R2 daliklį pradeda tekėti srovė, kuri sukuria įtampos kritimą per R1 ir atsidaro VT1. Jo nutekėjimo įtampa tampa artima akumuliatoriaus įtampai. Per rezistorių R3 jis tiekiamas į vartus VT3 ir atsidaro. Tokiu atveju "-" baterija per R7 ir atvirą VT3 yra prijungta prie išvesties gnybto "-". Valdiklis įsijungė.

Apsauga nuo perkaitimo

Kai akumuliatoriaus įtampa baterija pasiekia 6V (kiekviename elemente 3V), įtampa prie R1-R2 skirstytuvo sumažėja, VT1 vartuose taip pat sumažėja iki uždarymo slenksčio, VT1 užsidaro. Užraktas VT3 yra prijungtas per R5 prie "-" akumuliatoriaus. baterijos, todėl VT3 taip pat užsidaro. Krovinys išjungtas. Norėdami įvesti valdiklį į pradinė būsena reikia atjungti apkrovą ir įkrauti akumuliatorių.

Atliekant testavimą surinkta grandinė prie jo reikia prijungti bent minimalią apkrovą, pavyzdžiui, šviesos diodus. Apsaugos mechanizmas veikia tik su prijungta apkrova, be to, šviesos diodai aiškiai parodys apkrovos atjungimą.

Trumpojo jungimo apsauga

Trumpojo jungimo srovė nustatoma R7. Kuo mažesnė jo vertė, tuo daugiau srovės valdiklis praeina. 1 paveiksle pateiktoje grandinėje naudojamas 0,1 omo rezistorius. Naudojant tokį rezistorių, valdiklis leidžia srovę iki 4A, daugiau srovės laikoma trumpuoju jungimu. Dirbant didelėmis srovėmis, rezistorius R7 turi būti pakankamai galingas – ne mažiau kaip 1W.

Kai viršija leistina srovė, įtampos kritimas ties R7 + įtampos kritimas šaltinyje - VT3 nutekėjimas padidėja iki VT2 atidarymo lygio. Atidarytas VT2 sujungia VT3 vartus prie "-" akumuliatoriaus, VT3 užsidaro. Nutekėjimas VT3, taip pat pagrindas VT4 ir vartai VT2 per apkrovą yra prijungti prie akumuliatoriaus „+“. VT4 užsidaro, skirstytuvo R1-R2 įtampa yra apie 0, VT1 taip pat užsidaro. Krovinys išjungtas. Norėdami grąžinti valdiklį į pradinę būseną, turite atjungti apkrovą.

Spausdintinė plokštė

Sprint-Layout 4 formato spausdintinę plokštę galima atsisiųsti rar, 5Kb.

Jei neturite šios programos, galite ją atsisiųsti rar formatu, 1Mb.

Įrenginio matmenys (30 x 16mm) buvo parinkti atsižvelgiant į galimybę jį montuoti akumuliatoriaus gale. baterijos.

Prietaiso nuotraukos

Atkreipkite dėmesį, kad tranzistoriaus VT4 bazė (KT3107) ir užtvarai VT2 (2SK583) yra laidininkai, esantys galinėje pusėje. spausdintinė plokštė.

Baterijos paruošimas

Nenaudokite baterijų tame pačiame įrenginyje skirtingi tipai ir antspaudai. Geriau ir saugiau rasti identiškus elementus.

Naudojant du elementus reikia subalansuoti pradinį jų potencialą – t.y. jie turi turėti vienodą įtampą. Norėdami tai padaryti, prijunkite jų neigiamus polius (minusus) tiesiogiai, o teigiamus - per 30 omų rezistorių. Rezistoriaus galia yra 1 arba 2 vatai. Tada reikia išmatuoti įtampą rezistoriaus gnybtuose. Jei jis didesnis nei 10 milivoltų, reikia palaukti. Jūs turite palaukti apie dieną. Pasirodo, labiau įkrauta baterija per rezistorių lėtai išsikrauna į mažiau įkrautą. Tai. įtampa išsilygina. Subalansuotus elementus galima jungti tiesiogiai be rezistoriaus – nuosekliai arba lygiagrečiai.

Šiek tiek paaiškinimo apie nuoseklųjį ryšį. Gamykloje integruoti iškrovos valdikliai stebi kiekvieno nuosekliai sujungto elemento įtampą. Mūsų valdiklis valdo tik bendrą išėjimo įtampą. Matavimai parodė, kad naudojant subalansuotus elementus, įtampų skirtumas tarp elementų yra 5 - 8 milivoltai. Tai visiškai priimtina. Todėl ant kiekvieno elemento nereikia montuoti atskiro valdiklio.

krūvio teorija

Gamykliniai įkrovimo valdikliai valdo įtampą, srovę ir įkrovimo laiką, pasirenka normalų arba švelnų režimą. Jei elemento įtampa viršija 3 V, jis įkraunamas įprastai. Šiuo atveju įkrovimo procesas vyksta 2 etapais:
1 etapas - įkrovimas nuolatine srove (Pastovi srovė - CC);
2 etapas - įkrovimas su pastovia įtampa (Constant voltage - CV).

Maksimali įkrovimo srovė priklauso nuo akumuliatoriaus talpos (C), paprastai ji yra 0,7C arba 1,0C. Mūsų elementams įkrovimo srovė buvo nurodyta dokumente ir buvo lygi 0,7 C. Įkrovimo įtampa 4,2V (vienam elementui).

Maitinimo šaltinis, skirtas įkrauti vieną akumuliatorių, turi turėti 4,2 V įtampą ir 0,7 C srovę (kur C yra akumuliatoriaus talpa, mūsų atveju 2,6 0,7 \u003d 1,82 A). Jei elementai yra sujungti nuosekliai, tada įkrovimo įtampa padvigubėja - 8,4 V. Jei lygiagrečiai, srovės stipris padvigubėja 2 0,7 C \u003d 1,4 C, o įtampa išlieka 4,2 V.

Įkrovimo charakteristikų diagrama rodo abu įkrovimo etapus. Pirmajame etape per akumuliatorių. praleisti 0,7C srovę. Svarbiausia čia neleisti, kad srovė pakiltų virš šios vertės. Tuo pačiu metu elemento įtampa palaipsniui didėja nuo 3 iki 4,2 V. Šis etapas vadinamas pastovia srove (CC), o tai reiškia, kad, kol įtampa kyla, srovė išlieka pastovi.

Pirmasis etapas baigiasi, kai elemento įtampa pasiekia 4,2 V. Tai rodo raudonas skaičius 1 grafike. Nuo šio momento prasideda antrasis etapas – pastovi įtampa (CV). Tai reiškia, kad įtampa išlieka pastovi 4,2 V, o srovė palaipsniui mažėja iki nykstančios mažos vertės. Srovės stiprumo mažėjimo pradžios momentas grafike pažymėtas raudonu skaičiumi 2.

Kaip matyti iš grafiko, 80% pajėgumo padidėjimo tenka pirmajam etapui.

Gamykliniai valdikliai laiko įkrovimu baigtu, kai srovė nukrenta iki iš anksto nustatytos vertės - paprastai tai yra 0,1 C. Mūsų diagramoje tai yra 50 miliamperų. Be to, kai kurie gamykliniai valdikliai stebi įkrovimo laiką. Jei akumuliatorius per tam tikrą laiką nebuvo visiškai įkrautas (srovė nenukrito iki norimos vertės), valdiklis taip pat nustoja krauti. Įkrovimo laikas priklauso nuo talpos ir įkrovimo srovės ir yra nurodytas dokumentacijoje. Mūsų akumuliatoriui tai yra 3 valandos, kai srovė yra 0,7 C.

Švelnų įkrovimo režimą parenka valdiklis, jei akumuliatoriaus įtampa buvo mažesnė nei 3 V. Toks elementas laikomas giliai išsikrovusiu, todėl jį reikia įkrauti atsargiai. Šiuo atveju įkrovimas pradedamas nuo išankstinio įkrovimo etapo. Šiame etape įkrovimo srovė nustatoma 0,1 talpos (0,1 C). Esant šiai srovei, elemento įtampa lėtai pakeliama iki 3 V. Ir tada viskas kaip įprasta.

Jei naudojate tinkamus elementus ir neiškraunate jų žemiau 3 V, galite visiškai išsiversti improvizuotomis priemonėmis. Norėdami tai padaryti, jums reikia maitinimo šaltinio, kurio įtampa yra 4,2 arba 8,4 V ir ribojama srovė. Įkrovimo pabaigą galima sekti pagal srovės stiprumą arba visai nesekti, bet po 2 ar 3 valandų išjunkite maitinimą.

Netolimoje ateityje paskelbsime būdus, kaip patobulinti įprastus maitinimo šaltinius, kad jie atitiktų aukščiau nurodytas charakteristikas.

Tęsinys…

Įrenginio ir spausdintinės plokštės kūrimas - Skvortsovas Vladimiras Nikolajevičius
Problemos pareiškimas, medžiagos pateikimas ir dizainas - Ugreninovas Vitalijus
Tiumenė-Kosmopoiskas, 2009 m

Naudojami šaltiniai

Mini - USB įkrovimas Jungtinė techninė grupė TEGIR. ekspedicinė energija.

Ličio jonų vadovas Panasonic industrial

UR18650F Specifikacijos SANYO Mobile Energy Company

Ličio jonų baterijų asortimentas SANYO Mobile Energy Company

Pažanga juda į priekį, o ličio baterijos vis dažniau pakeičia tradiciškai naudojamus NiCd (nikelio kadmio) ir NiMh (nikelio metalo hidrido).
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

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

Paprasto LM317 įkroviklio diagrama

Ryžiai. 5.

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.

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 daugiausiai reikalingos funkcijos.
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

Ryžiai. aštuoni.

Patvarumo niuansas

Naudojimas ir atsargumo priemonės

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.

Kur naudoti ličio baterijas

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

Pajėgumų sąskaita kinai dažniausiai meluoja ir yra mažiau nei parašyta.

Sąžiningas Sanyo 18650