Hayatımıza ne kadar sıkı girdi Li-ion pil s. Neredeyse tüm mikroişlemci elektroniklerinde kullanılmaları zaten bir normdur. Bu yüzden radyo amatörleri uzun zamandır onları benimsemiş ve ev yapımı ürünlerinde kullanmıştır. Li-ion pillerin küçük boyut, büyük kapasite gibi bu önemli avantajlarına katkıda bulunuyorum. büyük seçimçeşitli kapasite ve formlarda uygulamalar.

En yaygın pil 18650'dir, voltajı 3,7 V'tur. Bunun için bir deşarj göstergesi yapacağım.
Muhtemelen, deşarjlarının vinç akülerine ne kadar zararlı olduğunu söylemeye değmez. Ve her çeşit pil için. Şarj edilebilir pillerin uygun şekilde bakımı, ömrünü birkaç kez uzatacak ve paradan tasarruf etmenizi sağlayacaktır.

Şarj gösterge devresi

Herhangi bir cep telefonu pilini açarsanız, pil hücresinin terminallerine küçük bir baskılı devre kartının lehimlendiğini göreceksiniz. Bu sözde koruma şeması veya Koruma entegresi.

Lityum piller, özellikleri nedeniyle sürekli izleme gerektirir. Koruma şemasının nasıl düzenlendiğine ve hangi unsurlardan oluştuğuna daha yakından bakalım.

Sıradan şarj kontrol devresi lityum pilüzerine monte edilmiş küçük bir tahtadır elektronik devre SMD bileşenlerinden. 3.7V'de 1 hücrenin (“banka”) kontrolör devresi, kural olarak, iki mikro devreden oluşur. Bir mikro devre bir kontrol, diğeri ise bir yönetici - iki MOSFET transistörünün bir montajı.

Fotoğrafta 3.7V pil şarj kontrol kartı gösterilmektedir.

Küçük bir pakette DW01-P olarak işaretlenmiş bir mikro devre, esasen kontrolörün “beynidir”. İşte bu çip için tipik bir bağlantı şeması. Diyagramda, G1, bir lityum iyon veya polimer pilin bir hücresidir. FET1, FET2, MOSFET transistörleridir.

Sokolevka, dış görünüş ve DW01-P çipinin pin ataması.

MOSFET transistörleri DW01-P çipine dahil değildir ve 2'li ayrı bir çip montajı olarak yapılır. MOSFET transistörler N tipi. 8205 olarak işaretlenmiş montaj genellikle kullanılır ve paket 6 pinli (SOT-23-6) veya 8 pinli (TSSOP-8) olabilir. Montaj TXY8205A, SSF8205, S8205A, vb. olarak etiketlenebilir. Ayrıca 8814 ve benzeri olarak işaretlenmiş montajları da bulabilirsiniz.

İşte TSSOP-8 paketindeki S8205A yongasının pin çıkışı ve bileşimi.

Pil hücresinin deşarjını ve şarjını ayrı ayrı kontrol etmek için iki FET kullanılır. Kolaylık sağlamak için bir durumda yapılırlar.

OD pinine bağlı olan transistör (FET1) ( aşırı deşarj) DW01-P yongaları, akü deşarjını kontrol eder - yükü bağlar/bağlar. Ve OC pinine bağlı olan (FET2) ( kazıklamak) – güç kaynağını (şarj cihazı) bağlar/bağlantısını keser. Böylece, ilgili transistörü açarak veya kapatarak, örneğin yükü (tüketiciyi) kapatmak veya pil hücresini şarj etmeyi durdurmak mümkündür.

Kontrol çipinin mantığına ve tüm koruma devresine bir bütün olarak bakalım.

Aşırı şarj koruması.

Bildiğiniz gibi, 4,2 - 4,3V üzerinde bir lityum pili aşırı şarj etmek, aşırı ısınma ve hatta bir patlama ile doludur.

Hücre voltajı 4,2 - 4,3V'a ulaşırsa ( Aşırı Yük Koruma Gerilimi – VOCCP), daha sonra kontrol çipi FET2 transistörünü kapatır ve böylece pilin daha fazla şarj olmasını önler. Pil, hücredeki voltaj 4 - 4,1V'nin altına düşene kadar güç kaynağından ayrılacaktır ( Aşırı Yük Bırakma Gerilimi – VOCR) kendi kendine deşarj nedeniyle. Bu, yalnızca pile bağlı bir yük yoksa, örneğin bir cep telefonundan çıkarıldığında gerçekleşir.

Akü yüke bağlı ise hücre voltajı 4,2V altına düştüğünde FET2 transistörü tekrar açılır.

Aşırı Deşarj Koruması.

Akü voltajı 2,3 - 2,5V altına düşerse ( Aşırı Yük Koruma Gerilimi – VODP), ardından kontrolör FET1 MOSFET transistörünü kapatır - DO pinine bağlanır.

çok var ilginç durum . Pil hücresindeki voltaj 2,9 - 3,1V'yi geçene kadar ( Aşırı Deşarj Serbest Bırakma Gerilimi – VODR), yük tamamen kesilecektir. Kontrol terminalleri 0V olacaktır. Koruyucu devrenin mantığına aşina olmayanlar bu durumu pilin “ölmesi” olarak kabul edebilirler. İşte sadece küçük bir örnek.

Bir MP3 çalardan minyatür Li-polimer pil 3.7V. Kompozisyon: kontrol kontrolörü - G2NK (seri S-8261), alan etkili transistörlerin montajı - KC3J1.

Pil 2.5V altında boşalmış. Kontrol devresi onu yükten ayırdı. Kontrolörün çıkışında 0V.

Aynı zamanda, pil hücresindeki voltajı ölçerseniz, yük kapatıldıktan sonra hafifçe büyüdü ve 2,7V seviyesine ulaştı.

Kontrolörün pili “dış dünyaya”, yani yüke yeniden bağlayabilmesi için pil hücresindeki voltaj 2,9 - 3,1V olmalıdır ( VODR).

Bu çok makul bir soruyu gündeme getiriyor.

Diyagram, FET1, FET2 transistörlerinin boşaltma terminallerinin (Boşaltma) birbirine bağlı olduğunu ve hiçbir yere bağlı olmadığını göstermektedir. Aşırı deşarj koruması tetiklendiğinde akım böyle bir devreden nasıl geçer? Kontrolörün deşarj transistörünü tekrar açması için pilin “bankını” nasıl yeniden şarj edebiliriz - FET1?

Li-ion / polimer koruma çipleri için veri sayfalarını karıştırırsanız (dahil DW01-P, G2NK), o zaman derin deşarj koruması tetiklendikten sonra şarj algılama devresinin çalıştığını öğrenebilirsiniz - Şarj Algılama. Yani bağlandığında şarj cihazı devre, şarj cihazının bağlı olduğunu algılayacak ve şarj işlemine izin verecektir.

Bir lityum pilin derin deşarjından sonra 3,1V seviyesine şarj etmek çok uzun sürebilir - birkaç saat.

Bir lityum iyon / polimer pili geri yüklemek için, örneğin Turnigy Accucell 6 evrensel şarj cihazı gibi özel aletler kullanabilirsiniz.Bunu burada nasıl yapacağımdan zaten bahsettim.

Bu yöntemle bir MP3 çalardan bir Li-polimer 3.7V pili geri yüklemeyi başardım. 2,7V'den 4,2V'a şarj etmek 554 dakika 52 saniye sürdü, bu da 9 saatten fazla! Bu, bir "kurtarma" ücretinin ne kadar sürebileceğidir.

Diğer şeylerin yanı sıra, lityum pil koruma devrelerinin işlevselliği, aşırı akım korumasını içerir ( Aşırı Akım Koruması) ve kısa devre. Voltajda belirli bir miktar keskin bir düşüş olması durumunda aşırı akım koruması tetiklenir. Bundan sonra, mikro devre yük akımını sınırlar. Yükte kısa devre (kısa devre) olması durumunda, kısa devre giderilene kadar kontrolör tamamen kapatır.

Li-ion pil kontrol devresi
Bir lityum iyon pil denetleyicisinin şeması Koruyucu denetleyici Li-ion / polimer pilin cihazı ve çalışma prensibi Bir cep telefonundan herhangi bir pili açarsanız, şunları yapabilirsiniz:

Muhtemelen, çoğu radyo amatörü için, yıllar içinde, "sonrası için" katlandıkları bir kutu konur. lityum piller zamansız ölenlerden (boğulmuş, balkondan düşmüş, Druzhok tarafından kemirilmiş) cep telefonları ve kameralar. Bir kutuya yatarlar ve kanatlarda beklerler .. Ve saat hala gelmiyor. Nedeni basit - kullanmak pil aynı el fenerinde yapmanız gerekir Şarj kontrol cihazı, ve nedense yerel radyo mağazasında şarj çipleri teslim etmediler .. Evet, bir sorun.

Ve zavallı bir radyo amatörü ne yapacak? Her şey çok basit - ortalama bir kullanıcının gözünden gizlenmiş olanı kullanarak "mera" ile geçebilirsiniz. Yani her birinin içine özenle gizlenmiş koruma levhası lityum iyon veya lityum polimer pil. Onsuz, kullanmalarına izin verilmez akümülatörler içinde Ev aletleri lityumun olağanüstü aktivitesi nedeniyle. eğer demonte edersen pil cep telefonu , içinde böyle basit bir cihaz bulacağız:

işte bu pil koruma levhası. Bu kartın iki seviyeli bir karşılaştırıcı çipi vardır ve alan etkili transistör. Voltaj düştüğünde akümülatör 3v'nin altında veya 4.25v'nin üzerine çıkın, bu karşılaştırıcı transistörü kapatır ve yalıtır pil dış dünyadan, böylece hasardan korur.

Süreci kontrol etmek için koruma levhasının bu özelliklerini kullanmayı denemek için bir fikrim vardı. telefon pil şarjı standarttan USB bağlantı noktaları bilgisayar (bonus olarak 500mA akım sınırlayıcısı olan). Böylece bir baltadan çorba alıyoruz. Daha doğrusu, “hiç yoktan” şarj etmek. İşlemin ilerlemesini (ve tamamlanmasını) bir şekilde kullanıcıya göstermek için kalır. Doluyor. Aşağıda şema bu düğüm.

Çok basit çalışır. bağlandığında USB girişi de şarj başlar ve yanar Işık yayan diyot. Şarj akımı, bilgisayar portu ve kart üzerindeki dirençler ile sınırlıdır. Voltaj ulaştığında akümülatör 4.25v, koruma kartının karşılaştırıcısını tetikler ve şarj devresini keser. LED kapanacaktır. İlk şarj seçeneğinde şarj işlemini başlatmak için butonu kullandım. Ancak ilk açılış için 100nF'lik bir kondansatörün yeterli olduğu ortaya çıktı. alan etkili transistör. Devre çok basittir ve ayar yapmadan çalışmaya başlar.
Pano dosyası bölümden indirilebilir "Dosya Kataloğu"

Bu tasarımı tekrarlarken, onu geliştirmek için herhangi bir sorunuz veya fikriniz varsa, bana internetten yaz bu konudaki düşünceleriniz.

Kontrolör olmadan bir lityum iyon pil nasıl şarj edilir
Denetleyici olmadan bir lityum iyon pil nasıl şarj edilir Muhtemelen, çoğu radyo amatörü için, yıllar içinde, lityum pillerin nereden geldiğine dair bir kutu konur.

Bir lityum iyon pilin nasıl şarj edileceği ile ilgileniyorsanız, doğru yere geldiniz.

Modern mobil cihazlar gerekmek çevrimdışı kaynak beslenme.

Ve bu hem akıllı telefonlar ve dizüstü bilgisayarlar gibi "yüksek teknolojiler" hem de daha fazlası için geçerlidir. basit cihazlar, diyelim ki, elektrikli matkaplar veya multimetreler.

Birçok farklı pil türü vardır. Ancak taşınabilir ekipman için en çok Li-Ion kullanılır.

Göreceli üretim kolaylığı ve düşük maliyet, bu kadar geniş bir dağıtıma yol açtı.

Bu, mükemmel performansın yanı sıra düşük kendi kendine deşarj ve geniş bir şarj-deşarj döngüsü marjı ile kolaylaştırılmıştır.

Önemli! Daha fazla rahatlık için, bu pillerin çoğu, şarjın kritik seviyeleri geçmesini önleyen özel bir kontrol cihazı ile donatılmıştır.

Kritik bir deşarj sırasında, bu devre cihaza voltaj sağlamayı durdurur ve aşırılık sırasında kabul edilebilir seviyeşarj gelen akımı keser.

Aynı zamanda, nominal %100'e ulaştıktan sonra, şarj işlemi bir buçuk ila iki saat daha sürmelidir.

Bu gereklidir çünkü gerçek pil %70-80 oranında şarj olacaktır.

Bir dizüstü bilgisayardan şarj ederken veya masaüstü bilgisayar Lütfen USB bağlantı noktasının yeterli veri sağlayamadığını unutmayın. yüksek voltaj bu nedenle, süreç daha fazla zaman alacaktır.

Alternatif tam ve kısmi (%80-90) şarj döngüleri cihazın ömrünü uzatacaktır.

Bu kadar akıllı bir mimariye ve genel iddiasızlığa rağmen, pilleri kullanmak için bazı kurallara uymak, ömrünü uzatmaya yardımcı olacaktır.

Cihazın pilinin “acı çekmemesi” için basit önerileri takip etmek yeterlidir.

Kural 1: Pilinizin tamamen bitmesine izin vermeyin

Modern tasarımlı lityum iyon pillerin “hafıza etkisi” yoktur. Bu nedenle, tam deşarj anı gelmeden onları şarj etmek daha iyidir.

Bazı üreticiler pillerinin ömrünü sıfırdan şarj döngülerinin sayısıyla ölçer.

En kaliteli ürünler, bu tür 600 döngüye kadar dayanabilir. %10-20 kalan pili şarj ederken, döngü sayısı 1700'e çıkar.

Kural 2. Yine de her üç ayda bir tam taburcu edilmesi gerekiyor.

Kararsız ve düzensiz şarj ile, daha önce bahsedilen kontrolördeki maksimum ve minimum şarjların ortalama istatistiksel işaretleri yanlış gider.

Bu, cihazın şarj miktarı hakkında yanlış bilgi almasına neden olur.

Önleyici deşarj bunu önlemeye yardımcı olacaktır. saat tam deşarj pil, Minimum değer kontrol devresindeki (kontrolör) şarj sıfırlanacaktır.

Bundan sonra, ağa bağlı bir durumda sekiz ila on iki saat arasında tutulan pili "gözbebeklerine" şarj etmek gerekir.

Bu, maksimum değeri güncelleyecektir. Böyle bir döngüden sonra pil daha kararlı olacaktır.

Kural 3. Kullanılmayan bir pil, az miktarda şarjla saklanmalıdır.

Saklamadan önce, pili %30-50 oranında şarj etmek ve 15 0 С sıcaklıkta saklamak daha iyidir. Bu koşullar altında, pil çok fazla hasar görmeden oldukça uzun bir süre saklanabilir.

Tam olarak şarj edilmiş bir pil, depolama sırasında önemli miktarda kapasite kaybeder.

Ve uzun bir depolamadan sonra tamamen boşalır, sadece işlemek için vermek için kalır.

Kural 4. Şarj işlemi yalnızca orijinal cihazlarla yapılmalıdır

Şarj cihazının kendisinin bir mobil cihazın (telefon, tablet vb.) Tasarımına yerleştirilmiş olması dikkat çekicidir.

Bu durumda harici adaptör, doğrultucu ve voltaj dengeleyici görevi görür.

Üçüncü taraf "şarj" kullanımı durumlarını olumsuz etkileyebilir.

Kural 5. Aşırı ısınma, Li-Ion pillere zarar verir

Yüksek sıcaklıklar, pillerin tasarımı üzerinde son derece olumsuz bir etkiye sahiptir. Düşük olanlar da ölümcüldür, ancak çok daha az ölçüde.

Lityum iyon pilleri kullanırken bu hatırlanmalıdır.

Pil doğrudan güneş ışığından korunmalı ve ısı kaynaklarından uzakta kullanılmalıdır.

İzin verilen sıcaklık aralığı -40 0 C ile +50 0 C arasındadır.

Kural 6

Sertifikalı olmayan şarj cihazlarının kullanılması güvenli değildir. Özellikle, yaygın Çin yapımı "kurbağalar" genellikle şarj işlemi sırasında tutuşur.

Böyle bir evrensel şarj cihazını kullanmadan önce, ambalaj üzerinde belirtilen izin verilen maksimum değerleri kontrol etmelisiniz.

Bu nedenle maksimum kapasiteye dikkat edilmelidir.

Sınır, pilin kapasitesinden azsa, en iyi ihtimalle tam olarak şarj olmaz.

Pil bağlandığında, kurbağa gövdesindeki ilgili gösterge yanmalıdır.

Bu olmazsa, şarj kritik düzeyde düşüktür veya pil arızalıdır.

Şarj cihazı ağa bağlandığında bağlantı göstergesi yanmalıdır.

Uygun koşullarda etkinleştirilen maksimum şarjın elde edilmesinden başka bir diyot sorumludur.

Li-ion pilleri kullanmak için ipuçları

Lityum iyon pil nasıl şarj edilir ve bakımı yapılır: 6 Basit kurallar

Lityum iyon pil nasıl şarj edilir ve bakımı yapılır: 6 basit kural
Lityum iyon pil nasıl şarj edilir ve bakımı yapılır: 6 basit kural Lityum iyon pil nasıl şarj edilir diye merak ediyorsanız doğru yere geldiniz. Modern mobil cihazlar

Herkes lityum pillerin avantajlarını bilir - her şeyden önce, bu yüksek enerji yoğunluğu, düşük ağırlık ve "hafıza etkisinin" olmamasıdır. Ayrıca bir lityum pilin potansiyeline dikkat etmek gerekir. (3.6V), tek bir NiCd veya NiMH pilin (1.2V) üç katıdır.

Ancak lityum piller, özel kontrol sistemleri olmadan güvenli kullanımlarına izin vermeyen bir takım özelliklere sahiptir. Bu sistemlere şarj ve deşarj kontrolörleri denir. Günümüz endüstrisinde, bu işlevleri yerine getirmeye hazır, yüksek düzeyde entegre mikro devreler bulunmaktadır. Ancak, ortaya çıktığı gibi, toplu kullanım için uygun değiller. Parça başına radyo parça mağazalarında satılmazlar. Tedarik konusunda uzmanlaşmış şirketlerden sipariş edilmelidirler. elektronik parçalar işletmeler ve tamir atölyeleri için. Ve bu durumda minimum lot 10 parçadır (bu en iyi ihtimalle).

Bütün bunlar, kontrolörümüzü herhangi bir eyalet radyo mağazasında bulunan ayrı öğeler üzerinde geliştirmemizi istedi.

Lityum pili boşaltırken. devredeki voltajını ve akım gücünü kontrol etmeniz gerekir.

Şarj edilmiş bir lityum pildeki voltaj. 4.2V, üzerinde yazdığı gibi 3.6V değil. 3,6V'a kadar, pilin kapasitesine yakın bir yükün altına düşer. Voltaj kontrolü aküye vermek değildir. 3V altında deşarj. Bu eşik, pilin kimyasal bileşimine ve geometrik şekline bağlı olarak 0,5 V içinde değişir. Pil deşarjı. 3V'un altında, pilin içinde geri dönüşü olmayan kimyasal işlemlere yol açar ve bu da pili daha fazla kullanım için uygun hale getirmez.

Devredeki akım şiddetini kontrol etmek için her dairede elektrik panosunda bulunan makineye benzer bir kapatma mekanizmasının sağlanması gerekmektedir. Şunlar. kısa devrelere karşı koruma sağlamalı ve devrede belirli bir akım aşıldığında kapanmalıdır. Genel olarak, bir pilin sunabileceği maksimum deşarj akımı. kapasitesine eşittir. Örneğin, akü. 2A h kapasiteli, 2A'lık bir akımı güvenle iletebilir. Pil çalışması kapasitesini aşan akımlarda, pil üreticisinin belgelerinde belirtilmesi durumunda kısa süreli modlarda veya normal modda mümkündür. Kısa devre durumunda, lityum pil patlayabilir! Dikkat olmak!

Lityum pillerin kimyasal süreçleri, şarj ve deşarj modları hakkında daha fazla bilgi. buradan okunabilir Panasonic Lityum İyon El Kitabı (İngilizce).

Her şey dizüstü bilgisayarımdaki pilin kapanmasıyla başladı. Dizüstü bilgisayar pilden iki yaşındaydı. neredeyse çalışmıyordu - her zaman ağa bağlıydı. Daha sonra söylendiği gibi, pil arızasının nedeni bu olabilir. Şunlar. yavaş ölen bir pil değildi. kapasitede bir azalma ile, aksine, dizüstü bilgisayar ondan beş saat çalıştı, sadece güzel bir gün, pilden açılmadı ve hepsi bu. Pil artık Windows'ta algılanmıyor ve yerleşik pil denetleyicisinin yandığı sonucuna vardım. piller. Pili demonte ettikten sonra, seri paralel bağlantıyla 2'yi 3 hücreye birleştiren 6 eleman gördük.

Her hücredeki voltajı ölçerek şarj olduklarından emin olduk. Bu, kontrolör hatasının versiyonunu bir kez daha doğruladı. Kontrolörün harici incelemesi sırasında görünür bir hasar bulunmadı. Denetleyiciyi tamir etme fikrini zor olarak reddettim (forumlarda insanlar denetleyici işlemcisini lehimleme ve programlama hakkında yazdılar). Genel olarak, bu denetleyicinin karmaşıklığı güçlü bir izlenim bıraktı. Orada gerçekten neyin yandığını kim bilebilir?

Bu yüzden sipariş verdim yeni pil, ama bunu daha sonra yapmaya karar verdim. Ama boşuna!

Onlarla iki ay sonra ilgilendim. Elemanları kasadan çıkardım, kontrolörden ayırdım, üzerlerindeki voltajı ölçtüm ve çok şaşırdım - 4 eleman tamamen boşaldı! Ve diğer ikisinde voltaj yaklaşık 1V idi. Görünüşe göre hasarlı kontrolör 2 hücreyi kendi içinden tamamen boşalttı.

Talimatlara göre, pil. 3V'nin altında deşarj edildiğinde, kapasiteden 0,1 akımla şarj edilmesi gerekiyordu. Bu 4 element şarj edilemedi. Tef dansı, donma ve çözülme, dokunma vb. yardım etmedi. Onları atmak zorunda kaldım. Bu, lityum pilleri öldüren derin aşırı deşarjdır. Kalan iki öğe başarıyla yüklendi.

Elemanlar Sanyo UR18650FM 2.6AH olarak etiketlendi. Elemanın kapasitesinin 2,6 Ah olduğu ve Japon şirketi Sanyo tarafından üretildiği hemen anlaşılıyor. Şirketin web sitesinde arama yapmak bizi adlı bir belgeye götürdü. Sadece sonundaki M harfi eksik. Belgenin çok ilginç olduğu ortaya çıktı. İçerildi özellikler 2,5 Ah kapasiteli akü, boyutlar bizimkiyle çakıştı.

Bu belgeyi bir eylem kılavuzu olarak kullanmaya karar vererek, deşarj kontrolörümüzü tasarlamaya başladık.

“Deşarj hızı özellikleri” grafiğinden (deşarj dinamiklerinin özellikleri), elemanın 2,7V'a kadar bir deşarja ve 2C'lik bir akıma izin verdiği açıkça ortaya çıktı, yani. çift ​​kapasite. Buna göre 2.6A h kapasiteli elemanımız 5.2A üretebilmektedir.

deşarj kontrolörü

Bu belgeyi ve diğer referans literatürünü kapsamlı bir şekilde analiz eden Skvortsov Vladimir Nikolaevich (Starling ile karıştırılmamalıdır) bir veya iki lityum hücreyle çalışmak için bir kontrolör yarattı. Kontrolör, hücreleri kısa devrelerden ve aşırı deşarjdan korur.

Şekilde gösterilen kontrolör devresi, akü voltajı 6V'a (her eleman için 3V) düştüğünde yük bağlantısının kesilmesini sağlar. Kısa devre, 4A'nın üzerinde bir akım gücü olarak kabul edilir.

Tek elemanlı bir kontrolör kullanmak için (3V'de kapatma), R1 direncini seçmeniz (arttırmanız) gerekir - voltaj düştüğünde yanıt eşiğinden sorumludur. Ayrıca transistör VT1'in bireysel özelliklerini de hesaba katmanız gerekir (tolerans % sapma).

Akım gücünü kontrol etmek için bir direnç R7 seçilir. Değeri ne kadar küçük olursa, denetleyici o kadar fazla akım geçirir.

Bir transistör VT3 olarak, pil kapasitesinin 3 katı akım marjına sahip herhangi bir güçlü alan etkili transistör kullanabilirsiniz, örneğin 15N03.

Kontrolörün çalışma prensibi ve modları

Güç açık, normal mod

İki şarjlı pilden (8.4V) oluşan bir pil bağlandığında, VT4 transistörü açılır. R4 üzerinden geçen temel akım nedeniyle, VT4 emitöründeki voltaj yaklaşık 0,7V olur. Ayrıca, direnç R4, VT2'yi kapalı tutar.

VT4 açıldığında, R1-R2 bölücüsünden bir akım akmaya başlar, bu da R1 boyunca bir voltaj düşüşü oluşturur ve VT1 açılır. Boşaltmadaki voltaj, pildeki voltaja yakın olur. Direnç R3 aracılığıyla VT3 kapısına beslenir ve açılır. Bu durumda, "-" pil R7 ve açık VT3 üzerinden "-" çıkış terminaline bağlanır. Denetleyici açıldı.

Aşırı deşarj koruması

akü voltajı ne zaman akü 6V'a ulaşır (her elemanda 3V), R1-R2 bölücüdeki voltaj düşer, VT1 kapısındaki voltaj da kapanma eşiğine düşer, VT1 kapanır. Deklanşör VT3, R5 üzerinden "-" aküye bağlanır. piller, böylece VT3 de kapanır. Yük kapatılır. Denetleyiciyi içine getirmek için ilk durum yükü ayırmanız ve aküyü şarj etmeniz gerekir.

Test ederken montajlı devre buna en azından bir miktar minimum yük, örneğin LED'ler bağlamanız gerekir. Koruma mekanizması sadece bağlı yük ile çalışır, ayrıca LED'ler yükün bağlantısının kesildiğini açıkça gösterecektir.

Kısa devre koruması

Kısa devre akımı R7 ile ayarlanır. Değeri ne kadar küçük olursa, denetleyici o kadar fazla akım geçirir. Şekil 1'deki devre 0.1 ohm'luk bir direnç kullanır. Böyle bir dirençle, kontrolör 4A'ya kadar akıma izin verir, daha fazla akım kısa devre olarak kabul edilir. Yüksek akımlarda çalışırken, direnç R7 yeterli güce sahip olmalıdır - en az 1W.

aşıldığında izin verilen akım, R7'de voltaj düşüşü + kaynakta voltaj düşüşü - VT3'ün tahliyesi VT2'nin açılma seviyesine yükselir. Açık VT2, VT3 kapısını "-" aküye bağlar, VT3 kapanır. VT3 tahliyesi ve ayrıca VT4 tabanı ve VT2 kapısı, yük aracılığıyla akünün “+” kısmına bağlanır. VT4 kapanır, bölücü R1-R2 üzerindeki voltaj yaklaşık 0'dır, VT1 de kapanır. Yük kapatılır. Denetleyiciyi orijinal durumuna getirmek için yükü ayırmanız gerekir.

Baskılı devre kartı

Sprint-Layout 4 formatındaki baskılı devre kartı rar, 5Kb olarak indirilebilir.

Eğer bu programa sahip değilseniz rar, 1Mb olarak indirebilirsiniz.

Cihazın boyutları (30 x 16mm), pilin ucuna montaj imkanı için seçilmiştir. piller.

Cihaz fotoğrafları

Lütfen, transistör VT4'ün (KT3107) tabanının ve VT2 kapısının (2SK583) arka taraftaki iletkenler olduğunu unutmayın. baskılı devre kartı.

Pil hazırlığı

Pilleri aynı cihazda kullanmayın farklı şekiller ve pullar. Aynı unsurları bulmak daha iyi ve daha güvenlidir.

İki eleman kullanırken, başlangıç ​​potansiyellerini dengelemeniz gerekir - yani. aynı voltaja sahip olmalıdırlar. Bunu yapmak için, negatif kutuplarını (eksi) doğrudan ve pozitif kutuplarını 30 Ohm'luk bir dirençle bağlayın. Direncin gücü 1 veya 2 watt'tır. Ardından direncin terminallerindeki voltajı ölçmeniz gerekir. 10 milivolttan fazla ise beklemeniz gerekir. Yaklaşık bir gün beklemeniz gerekiyor. Daha fazla şarj edilmiş bir pilin, bir dirençten daha az şarjlı olana yavaşça boşaldığı ortaya çıktı. O. voltaj eşitlenir. Dengeli elemanlar doğrudan direnç olmadan bağlanabilir - seri veya paralel olarak.

Seri bağlantı hakkında küçük bir açıklama. Fabrikada entegre deşarj kontrolörleri, seri bağlı elemanların her birinde voltajı izler. Kontrolörümüz sadece toplam çıkış voltajını kontrol eder. Ölçümler, dengeli hücreler kullanıldığında, hücreler arasındaki voltaj farkının 5 - 8 milivolt olduğunu göstermiştir. Bu tamamen kabul edilebilir. Bu nedenle, her elemana ayrı bir kontrolör kurulmasına gerek yoktur.

şarj teorisi

Fabrika şarj kontrolörleri voltajı, akımı ve şarj süresini kontrol eder, normal veya yumuşak modu seçer. Hücredeki voltaj 3V'un üzerinde ise normal şarj oluyordur. Bu durumda şarj işlemi 2 aşamada gerçekleşir:
Aşama 1 - doğru akımla şarj etme (Sabit akım - CC);
Aşama 2 - sabit voltajla şarj etme (Sabit voltaj - CV).

Maksimum şarj akımı pilin kapasitesine (C) bağlıdır, kural olarak 0,7C veya 1,0C'dir. Hücrelerimiz için şarj akımı belgede belirtildi ve 0,7C'ye eşitti. Şarj voltajı 4.2V (bir hücre için).

Bir pili şarj etmek için kullanılan güç kaynağının voltajı 4,2V olmalı ve 0,7C akım sağlamalıdır (burada C pil kapasitesidir, bizim durumumuzda 2,6 0,7 \u003d 1,82A). Elemanlar seri olarak bağlanırsa, şarj voltajı iki katına çıkar - 8.4V. Paralel ise, akım gücü 2 0.7C \u003d 1.4C iki katına çıkar ve voltaj 4.2V kalır.

Şarj özellikleri grafiği, şarj işleminin her iki aşamasını da gösterir. İlk aşamada, pil aracılığıyla. 0.7C'lik bir akım geçirin. Burada esas olan akımın bu değerin üzerine çıkmasına izin vermemektir. Aynı zamanda, eleman üzerindeki voltaj kademeli olarak 3'ten 4,2V'a yükselir. Bu aşamaya sabit akım (CC) denir; bu, voltaj yükselirken akımın sabit kaldığı anlamına gelir.

İlk aşama, eleman üzerindeki voltaj 4.2V'a ulaştığında sona erer. Bu, grafikte kırmızı 1 rakamı ile gösterilir. Bu andan itibaren ikinci aşama başlar - sabit voltaj (CV). Bu, voltajın 4.2V'de sabit kaldığı ve akımın giderek azalan küçük bir değere düştüğü anlamına gelir. Mevcut güçteki düşüşün başladığı an, grafikte kırmızı sayı 2 ile gösterilir.

Grafikten de görüleceği üzere kapasite kazancının %80'i birinci kademeye düşmektedir.

Fabrika kontrolörleri, akım önceden belirlenmiş bir değere düştüğünde şarjın tamamlandığını düşünür - kural olarak, bu 0.1C'dir. Grafiğimizde bu 50 miliamperdir. Ayrıca, bazı fabrika kontrolörleri şarj süresini izler. Pil belirli bir süre içinde tam olarak şarj edilmemişse (akım istenilen değere düşmemişse), kontrolör şarjı da durdurur. Şarj süresi kapasiteye ve şarj akımına bağlıdır ve belgelerde belirtilmiştir. Bataryamız için bu, 0,7C'lik bir akım gücünde 3 saattir.

Pildeki voltaj 3V'un altındaysa, kontrolör tarafından hassas şarj modu seçilir. Böyle bir elemanın derin deşarj olduğu kabul edilir ve dikkatli bir şekilde doldurulması gerekir. Bu durumda şarj, Ön Şarj aşamasından başlar. Bu aşamada şarj akımı kapasitenin 0,1'ine (0,1C) ayarlanır. Bu akım ile eleman üzerindeki voltaj yavaş yavaş 3V'a yükseltilir. Ve sonra her şey her zamanki gibi.

Servis edilebilir elemanlar kullanırsanız ve bunları 3V'un altına boşaltmazsanız, doğaçlama yöntemlerle tamamen kurtulabilirsiniz. Bunu yapmak için 4,2 veya 8,4V voltajlı ve akım sınırlamalı bir güç kaynağına ihtiyacınız vardır. Şarjın sonu, akım gücüne göre izlenebilir veya hiç takip edilemeyebilir, ancak 2 veya 3 saat sonra güç kaynağını kapatın.

Yakın gelecekte, geleneksel güç kaynaklarını yukarıdaki özellikleri karşılayacak şekilde iyileştirmenin yollarını yayınlayacağız.

Devam edecek…

Cihazın ve baskılı devre kartının geliştirilmesi - Skvortsov Vladimir Nikolaevich
Sorunun beyanı, materyalin sunulması ve tasarımı - Ugreninov Vitaly
Tümen-Kosmopoisk, 2009

Kullanılan kaynaklar

Mini - USB şarjı Ortak teknik grup TEGIR. sefer enerjisi.

Lityum İyon El Kitabı Panasonic endüstriyel

UR18650F Spesifikasyonları SANYO Mobil Enerji Şirketi

Lityum iyon Pil serisi SANYO Mobil Enerji Şirketi

İlerleme ilerliyor ve lityum piller giderek geleneksel olarak kullanılan NiCd (nikel kadmiyum) ve NiMh (nikel metal hidrit) pillerin yerini alıyor.
Bir hücrenin karşılaştırılabilir ağırlığı ile lityum büyük bir kapasiteye sahiptir, ayrıca hücre voltajı üç kat daha yüksektir - 1,2 V yerine hücre başına 3,6 V.
Lityum pillerin maliyeti geleneksel alkalin pillere yaklaşmaya başladı, ağırlık ve boyut çok daha küçük ve ayrıca şarj edilebilirler ve edilmelidirler. Üretici, 300-600 döngünün dayanabileceğini söylüyor.
Farklı boyutlar var ve doğru olanı seçmek zor değil.
Kendi kendine deşarj o kadar düşüktür ki yıllarca yalan söylerler ve şarjlı kalırlar, yani. cihaz gerektiğinde çalışır durumda kalır.

"C" Kapasite anlamına gelir

Ve deneyiminize ve yeteneklerinize bağlı olarak kendinizi basit veya çok basit olmayan bir şarj cihazı yapabilirsiniz.

LM317'deki basit bir şarj cihazının şeması

Pirinç. 5.

Belirli bir lityum iyon (Li-Ion) ve lityum-polimer (Li-Pol) pil için gerekli şarj akımı, direnç Rx değiştirilerek seçilir.
Direnç Rx yaklaşık olarak şu orana karşılık gelir: 0.95/Imax.
Diyagramda gösterilen direnç Rx değeri 200 mA'lık bir akıma karşılık gelir, bu yaklaşık bir değerdir, ayrıca transistöre de bağlıdır.

Şarj akımına ve giriş voltajına bağlı olarak bir radyatör sağlanması gerekir.
Stabilizatörün normal çalışması için giriş voltajı, bir sıra için 7-9 V olan akü voltajından en az 3 volt daha yüksek olmalıdır.

LTC4054'te basit bir şarj cihazının şeması

Pirinç. 6.

Pirinç. 7. Bu küçük 5 bacaklı çip "LTH7" veya "LTADY" olarak etiketlenmiştir.

Mikro devre ile çalışmanın en küçük ayrıntılarına girmeyeceğim, her şey veri sayfasında. sadece en çok tarif edeceğim gerekli özellikler.
800 mA'ya kadar şarj akımı.
Optimum besleme voltajı 4,3 ila 6 Volt arasındadır.
Şarj göstergesi.
Çıkış kısa devre koruması.
Aşırı ısınma koruması (120°'nin üzerindeki sıcaklıklarda şarj akımının azalması).
Üzerindeki voltaj 2,9 V'un altına düştüğünde pili şarj etmez.

Şarj akımı, mikro devrenin beşinci çıkışı ile toprak arasındaki formüle göre bir direnç tarafından ayarlanır.

ben=1000/R,
I amper cinsinden şarj akımı olduğunda, R direncin ohm cinsinden direncidir.

Lityum pil düşük göstergesi

Pirinç. sekiz.

Dayanıklılığın nüansı

Çalıştırma ve Önlemler

İlk üç noktaya uyulmaması yangına, geri kalanı - tam veya kısmi kapasite kaybına yol açar.

Uzun yıllar kullanım pratiğinden, pillerin kapasitesinin çok az değiştiğini ancak iç direncinin arttığını ve pilin yüksek tüketim akımlarında zamanla daha az çalışmaya başladığını söyleyebilirim - kapasite düşmüş gibi görünüyor.
Bu nedenle, genellikle cihazın boyutlarının izin verdiği daha büyük bir kapasite koyarım ve on yıllık eski teneke kutular bile oldukça iyi çalışır.

Çok yüksek olmayan akımlar için eski piller uygundur.

Lityum pilleri nerede kullanırım

Fabrikadan 2-3 "tablet" elemanının bulunduğu çocuk oyuncaklarına, saatlerine vb. Küçük piller koydum. Tam olarak 3V'nin gerekli olduğu yerde, seri olarak bir diyot ekliyorum ve tam olarak doğru çıkıyor.

LED el feneri taktım.

Pahalı ve düşük kapasiteli Krona 9V yerine test cihazına 2 kutu taktım ve tüm sorunları ve ekstra maliyetleri unuttum.

Genelde piller yerine nereye çıkarsa oraya koyarım.

Konuyla ilgili lityum ve kullanışlılığı nereden satın alabilirim

Kapasite pahasına, Çinliler genellikle yalan söyler ve yazılandan daha azdır.

Dürüst Sanyo 18650