Литий батареясын теңдестіру. Li-ion үшін баланстық зарядтағыш

Белгілі бір зарядтағыштың сипаттамаларын бағалау үлгілік зарядтың қалай ағуы керектігін түсінбестен қиын. ли-ионды батареяа. Сондықтан, тізбектерге тікелей кіріспес бұрын, кішкене теорияны еске түсірейік.

Литий батареялары дегеніміз не

Литий батареясының оң электроды қандай материалдан жасалғанына байланысты олардың бірнеше сорттары бар:

• литий кобальтатты катодпен;
• литийленген темір фосфатына негізделген катодпен;
• никель-кобальт-алюминий негізіндегі;
• никель-кобальт-марганец негізінде.

Барлық осы батареялардың өзіндік сипаттамалары бар, бірақ бұл нюанстар жалпы тұтынушы үшін маңызды емес болғандықтан, олар осы мақалада қарастырылмайды.

Сондай-ақ, барлық ли-ионды батареялар әртүрлі өлшемдерде және форма факторларында шығарылады. Олар корпус нұсқасында (мысалы, бүгінде танымал 18650 батареялары) немесе ламинатталған немесе призмалық нұсқада (гель-полимерлі батареялар) болуы мүмкін. Соңғысы электродтар мен электрод массасы орналасқан арнайы пленкадан жасалған герметикалық жабылған қаптар.

Ли-ионды батареялардың ең көп тараған өлшемдері төмендегі кестеде көрсетілген (олардың барлығының номиналды кернеуі 3,7 вольт):

Ішкі электрохимиялық процестер бірдей жолмен жүреді және пішін факторы мен батареяның өнімділігіне байланысты емес, сондықтан төменде айтылғандардың барлығы барлық литий батареяларына бірдей қолданылады.

Литий-ионды батареяларды қалай дұрыс зарядтау керек

Зарядтаудың ең дұрыс жолы литий батареяларыекі сатыдағы заряд болып табылады. Дәл осы әдіс қолданылады Sonyбарлық зарядтағыштарыңызда. Неғұрлым күрделі заряд реттегішіне қарамастан, бұл ли-ионды батареялардың қызмет ету мерзімін қысқартпай толық зарядтауды қамтамасыз етеді.

Мұнда біз CC / CV (тұрақты ток, тұрақты кернеу) ретінде қысқартылған литий батареяларының екі сатылы зарядтау профилі туралы айтып отырмыз. Сондай-ақ, импульстік және сатылы токтармен опциялар бар, бірақ олар осы мақалада қарастырылмайды. Импульстік токпен зарядтау туралы көбірек оқуға болады.

Сонымен, зарядтың екі сатысын толығырақ қарастырайық.

1. Бірінші кезеңдетұрақты заряд тогы қамтамасыз етілуі керек. Ағымдағы мән 0,2-0,5С. Жеделдетілген зарядтау үшін токты 0,5-1,0С дейін арттыруға рұқсат етіледі (мұнда С - аккумулятордың сыйымдылығы).

Мысалы, 3000 мАч сыйымдылығы бар аккумулятор үшін бірінші кезеңде номиналды зарядтау тогы 600-1500 мА, ал жеделдетілген зарядтау тогы 1,5-3А диапазонында болуы мүмкін.

Берілген мәннің тұрақты зарядтау тогын қамтамасыз ету үшін зарядтағыш тізбегі (зарядтағыш) аккумулятор терминалдарындағы кернеуді көтере алуы керек. Шын мәнінде, бірінші кезеңде жады классикалық ток тұрақтандырғышы сияқты жұмыс істейді.

Маңызды:егер сіз батареяларды кірістірілген қорғаныс тақтасымен (ПХД) зарядтауды жоспарласаңыз, онда зарядтау тізбегін жобалау кезінде тізбектің ашық тізбектегі кернеуі ешқашан 6-7 вольттан аспайтынына көз жеткізу керек. AT әйтпесеқорғаныс тақтасы істен шығуы мүмкін.

Батареядағы кернеу 4,2 вольт мәніне көтерілген кезде, аккумулятор сыйымдылығының шамамен 70-80% алады (ерекше сыйымдылық мәні зарядтау тогына байланысты болады: жеделдетілген зарядпен ол сәл аз болады. , номиналды зарядпен - сәл артық). Бұл сәт зарядтың бірінші кезеңінің аяқталуы болып табылады және екінші (және соңғы) кезеңге өту үшін сигнал ретінде қызмет етеді.

2. Екінші зарядтау кезеңібатарея заряды болып табылады тұрақты кернеу, бірақ бірте-бірте азаяды (төмендейтін) ток.

Бұл кезеңде зарядтағыш батареяда 4,15-4,25 вольт кернеуін сақтайды және ток мәнін басқарады.

Сыйымдылық артқан сайын зарядтау тогы азаяды. Оның мәні 0,05-0,01С дейін төмендеген кезде зарядтау процесі аяқталды деп саналады.

Дұрыс зарядтағыштың жұмысындағы маңызды нюанс - оның толық өшірузарядтау аяқталғаннан кейін батареядан. Бұл литий батареяларының ұзақ уақыт бойы жоғары кернеуде болуы өте қажет емес екеніне байланысты, оны әдетте зарядтағыш қамтамасыз етеді (яғни 4,18-4,24 вольт). Бұл аккумулятордың химиялық құрамының жылдам бұзылуына және нәтижесінде оның сыйымдылығының төмендеуіне әкеледі. Ұзақ тұру ондаған сағат немесе одан да көп дегенді білдіреді.

Зарядтаудың екінші кезеңінде аккумулятор өзінің сыйымдылығынан шамамен 0,1-0,15 артық қуат алады. Аккумулятордың жалпы заряды осылайша 90-95% жетеді, бұл тамаша көрсеткіш.

Біз зарядтаудың екі негізгі кезеңін қарастырдық. Дегенмен, литий батареяларын зарядтау мәселесін қамту толық емес болады, егер зарядтаудың тағы бір кезеңі - деп аталатыны айтылмаса. алдын ала зарядтау.

Алдын ала зарядтау кезеңі (алдын ала зарядтау)- бұл кезең тек қатты зарядсызданған батареялар үшін (2,5 В төмен) оларды қалыпты жұмыс режиміне келтіру үшін қолданылады.

Бұл кезеңде төлем қамтамасыз етіледі тұрақты токбатарея кернеуі 2,8 В жеткенше төмендетілген мән.

Алдын ала кезең, мысалы, электродтар арасында ішкі қысқа тұйықталу бар зақымдалған аккумуляторлардың ісінуі мен қысымының төмендеуіне (немесе тіпті отпен жарылыс) жол бермеу үшін қажет. Егер мұндай аккумулятор арқылы үлкен заряд тогы дереу өтіп кетсе, бұл сөзсіз оның жылытуына әкеледі, содан кейін қаншалықты бақытты.

Алдын ала зарядтаудың тағы бір артықшылығы - батареяны алдын ала қыздыру, ол қоршаған ортаның төмен температурасында (суық мезгілде жылытылмаған бөлмеде) зарядтау кезінде маңызды.

Интеллектуалды зарядтау зарядтаудың алдын ала сатысында аккумулятордағы кернеуді бақылай алуы керек және егер кернеу ұзақ уақыт бойы көтерілмесе, аккумулятордың ақаулығы туралы қорытынды жасай алады.

Литий-ионды аккумуляторды зарядтаудың барлық кезеңдері (соның ішінде алдын ала зарядтау кезеңі) осы графикте схемалық түрде көрсетілген:

Номиналды зарядтау кернеуінен 0,15 В асып кету батареяның қызмет ету мерзімін екі есе қысқартуы мүмкін. Зарядтау кернеуін 0,1 вольтке азайту зарядталған аккумулятордың сыйымдылығын шамамен 10% төмендетеді, бірақ оның қызмет ету мерзімін айтарлықтай ұзартады. Толық зарядталған аккумуляторды зарядтағыштан шығарғаннан кейін оның кернеуі 4,1-4,15 вольтты құрайды.

Жоғарыда айтылғандарды қорытындылау үшін біз негізгі тезистерді атап өтеміз:

1. Ли-ионды аккумуляторды зарядтау үшін қандай ток (мысалы, 18650 немесе кез келген басқа)?

Ток оны қаншалықты жылдам зарядтағыңыз келетініне байланысты болады және 0,2С пен 1С аралығында болуы мүмкін.

Мысалы, 3400 мАч сыйымдылығы бар 18650 батареясы үшін ең аз зарядтау тогы 680 мА, ал максимум 3400 мА құрайды.

2. Зарядтау қанша уақытты алады, мысалы, бірдей қайта зарядталатын батареялар 18650?

Зарядтау уақыты заряд тоғына тікелей байланысты және мына формула бойынша есептеледі:

T \u003d C / I зарядтау.

Мысалы, 1А токпен 3400 мАч сыйымдылығы бар батареямыздың зарядтау уақыты шамамен 3,5 сағатты құрайды.

3. Литий полимерлі аккумуляторды қалай дұрыс зарядтауға болады?

Барлық литий батареялары бірдей зарядталады. Бұл литий полимері немесе литий ионы ма, маңызды емес. Біз тұтынушылар үшін ешқандай айырмашылық жоқ.

Қорғаныс тақтасы дегеніміз не?

Қорғаныс тақтасы (немесе ПХД – қуатты басқару тақтасы) литий батареясының қысқа тұйықталуынан, шамадан тыс зарядталуынан және шамадан тыс зарядсыздануынан қорғауға арналған. Әдетте, қызып кетуден қорғаныс қорғаныс модульдеріне де енгізілген.

Қауіпсіздік мақсатында литий батареяларын тұрмыстық құрылғыларда, егер оларда кіріктірілген қорғаныс тақтасы болмаса, пайдалануға тыйым салынады. Сондықтан барлық ұялы телефон батареяларында әрқашан ПХД тақтасы болады. Батареяның шығыс терминалдары тікелей тақтада орналасқан:

Бұл тақталар мамандандырылған микрухтағы алты аяқты заряд реттегішін пайдаланады (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 және т.б. аналогтары). Бұл контроллердің міндеті - батареяның заряды толығымен таусылған кезде батареяны жүктемеден ажырату және 4,25 В жеткенде батареяны зарядтаудан ажырату.

Мұнда, мысалы, ескі Nokia телефондарымен бірге жеткізілген BP-6M батареяны қорғау тақтасының диаграммасы берілген:

Егер біз 18650 туралы айтатын болсақ, онда олар қорғаныс тақтасымен де, онсыз да шығарылуы мүмкін. Қорғаныс модулі батареяның теріс терминалының аймағында орналасқан.

Тақта батареяның ұзындығын 2-3 мм-ге арттырады.

ПХД модулі жоқ батареялар әдетте бірге жеткізілетін батареяларға кіреді меншікті схемаларқорғау.

Қорғауы бар кез келген аккумуляторды жай ғана ішін алып тастау арқылы оңай қорғалмаған батареяға айналдыруға болады.

Бүгінгі күні 18650 батареясының максималды сыйымдылығы 3400 мАч құрайды. Қорғанысы бар батареялардың корпусында сәйкес белгісі болуы керек («Қорғалған»).

ПХД-тақшасын PCM-модульмен (PCM - қуат зарядының модулі) шатастырмаңыз. Егер біріншісі тек аккумуляторды қорғау үшін қызмет етсе, онда соңғылары зарядтау процесін басқаруға арналған - олар зарядтау тогын берілген деңгейде шектейді, температураны басқарады және тұтастай алғанда бүкіл процесті қамтамасыз етеді. PCM тақтасы - бұл заряд контроллері деп атайтын нәрсе.

Енді сұрақтар қалмады деп үміттенемін, 18650 аккумуляторын немесе кез келген басқа литий батареясын қалай зарядтауға болады? Содан кейін біз зарядтағыштарға арналған дайын схемалық шешімдердің шағын таңдауына жүгінеміз (сол заряд контроллерлері).

Ли-ионды аккумуляторларды зарядтау схемалары

Барлық тізбектер кез келген литий батареясын зарядтауға жарамды, тек зарядтау тогы мен элемент негізі туралы шешім қабылдау ғана қалады.

LM317

Зарядтау индикаторы бар LM317 чипіне негізделген қарапайым зарядтағыштың схемасы:

Схема қарапайым, барлық параметр R8 баптау резисторын (қосылған батареясыз!) пайдаланып шығыс кернеуін 4,2 вольтке орнатуға және R4, R6 резисторларын таңдау арқылы зарядтау тогын орнатуға келеді. R1 резисторының қуаты кемінде 1 ватт.

Жарық диоды сөнген бойда зарядтау процесі аяқталды деп санауға болады (зарядтау тогы ешқашан нөлге дейін төмендемейді). Толық зарядталғаннан кейін батареяны ұзақ уақыт бойы осындай зарядта ұстау ұсынылмайды.

lm317 микросхемасы әртүрлі кернеу мен ток тұрақтандырғыштарында (коммутация тізбегіне байланысты) кеңінен қолданылады. Ол әр бұрышта сатылады және жалпы алғанда бір тиын тұрады (бар болғаны 55 рубльге 10 дана алуға болады).

LM317 әртүрлі жағдайларда келеді:

PIN тағайындау (pinout):

LM317 чипінің аналогтары: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (соңғы екеуі отандық өндіріс).

LM317 орнына LM350 алсаңыз, зарядтау тогын 3А дейін арттыруға болады. Рас, ол қымбатырақ болады - 11 рубль / дана.

Баспа схемасы мен схема жинағы төменде көрсетілген:

Ескі кеңестік KT361 транзисторын ұқсасымен ауыстыруға болады pnp транзисторы(мысалы, KT3107, KT3108 немесе буржуазиялық 2N5086, 2SA733, BC308A). Зарядтау индикаторы қажет болмаса, оны толығымен алып тастауға болады.

Тізбектің кемшілігі: қоректену кернеуі 8-12В диапазонында болуы керек. Бұл LM317 микросхемасының қалыпты жұмыс істеуі үшін батарея кернеуі мен қоректену кернеуінің арасындағы айырмашылық кемінде 4,25 вольт болуы керек екеніне байланысты. Осылайша, оны USB портынан қуаттандыру мүмкін болмайды.

MAX1555 немесе MAX1551

MAX1551/MAX1555 - USB немесе бөлек қуат адаптері (мысалы, телефон зарядтағышы) арқылы жұмыс істей алатын Li+ батареяларына арналған арнайы зарядтағыштар.

Бұл микросұлбалардың арасындағы жалғыз айырмашылық MAX1555 зарядтау барысы индикаторы үшін сигнал береді, ал MAX1551 - қуат қосулы деген сигнал береді. Анау. Көптеген жағдайларда 1555 әлі де жақсырақ, сондықтан 1551 қазір сатылымда табу қиын.

Өндірушіден осы чиптердің толық сипаттамасы -.

Максимум кіріс кернеуітұрақты ток адаптерінен - ​​7 В, USB-ден қуат алған кезде - 6 В. Қоректену кернеуі 3,52 В-қа дейін төмендегенде, микросұлба өшеді және зарядтау тоқтайды.

Микросұлбаның өзі қай кірісте қоректену кернеуінің бар екенін және оған қосылғанын анықтайды. Егер қуат USB шинасы арқылы берілсе, онда максималды зарядтау тогы 100 мА шектеледі - бұл зарядтағышты оңтүстік көпірді жағудан қорықпай кез келген компьютердің USB портына қосуға мүмкіндік береді.

Бөлек қуат көзінен қуат алған кезде әдеттегі зарядтау тогы 280 мА құрайды.

Чиптерде кіріктірілген қызып кетуден қорғаныс бар. Бірақ бұл жағдайда да тізбек жұмыс істей береді, заряд тогын 110 ° C жоғары әрбір градус үшін 17 мА азайтады.

Алдын ала зарядтау функциясы бар (жоғарыдан қараңыз): аккумулятордың кернеуі 3 В-тан төмен болса, микросхема зарядтау тогын 40 мА дейін шектейді.

Микросұлбада 5 түйреуіш бар. Мұнда әдеттегі электр схемасы берілген:

Егер адаптердің шығысындағы кернеу кез келген жағдайда 7 вольттан аспайтынына кепілдік болса, онда сіз 7805 тұрақтандырғышсыз жасай аласыз.

USB зарядтау опциясын, мысалы, осыған жинауға болады.

Микросұлбаға ешқандай сыртқы диодтар немесе сыртқы транзисторлар қажет емес. Жалпы, әрине, керемет микрухи! Тек олар тым кішкентай, дәнекерлеуге ыңғайсыз. Және олар әлі де қымбат ().

LP2951

LP2951 тұрақтандырғышын National Semiconductors () шығарады. Ол кірістірілген токты шектеу функциясын жүзеге асыруды қамтамасыз етеді және тізбектің шығысында литий-ионды аккумулятор үшін заряд кернеуінің тұрақты деңгейін құруға мүмкіндік береді.

Заряд кернеуінің мәні 4,08 - 4,26 вольтты құрайды және батареяны ажыратқанда R3 резисторымен орнатылады. Кернеу өте дәл.

Зарядтау тогы 150 - 300 мА, бұл мән LP2951 чипінің ішкі тізбектерімен шектеледі (өндірушіге байланысты).

Кішкене кері токпен диодты қолданыңыз. Мысалы, бұл сіз алуға болатын 1N400X серияларының кез келгені болуы мүмкін. Алдын алу үшін диод блоктаушы диод ретінде пайдаланылады кері токкіріс кернеуі өшірілген кезде батареядан LP2951 чипіне дейін.

Бұл зарядтау құрылғысы өте төмен зарядтау тогын шығарады, сондықтан кез келген 18650 батареяны түні бойы зарядтауға болады.

Микросұлбаны DIP пакетінде де, SOIC пакетінде де сатып алуға болады (құны бір дана үшін шамамен 10 рубльді құрайды).

MCP73831

Чип сізге дұрыс зарядтағыштарды жасауға мүмкіндік береді, сонымен қатар ол MAX1555-тен арзанырақ.

Типтік коммутация тізбегі мынадан алынады:

Тізбектің маңызды артықшылығы заряд тоғын шектейтін төмен кедергісі бар қуатты резисторлардың болмауы. Мұнда ток микросұлбаның 5-ші шығысына қосылған резистор арқылы орнатылады. Оның кедергісі 2-10 кОм диапазонында болуы керек.

Зарядтағыш жинағы келесідей көрінеді:

Микросхема жұмыс кезінде жақсы қызады, бірақ бұл оған кедергі келтірмейтін сияқты. Ол өз функциясын орындайды.

Міне, тағы бір нұсқа баспа схемасыбірге smd басқардыжәне микро USB қосқышы:

LTC4054 (STC4054)

Өте қарапайым схема тамаша опция! 800 мА дейінгі токпен зарядтауға мүмкіндік береді (қараңыз). Рас, ол өте қызып кетуге бейім, бірақ бұл жағдайда кіріктірілген қызып кетуден қорғау токты азайтады.

Транзистормен бір немесе тіпті екі жарықдиодты лақтыру арқылы схеманы айтарлықтай жеңілдетуге болады. Содан кейін ол келесідей болады (келісемін, оңай ештеңе жоқ: жұп резисторлар және бір кондер):

PCB опцияларының бірі мына мекенжайда қол жетімді. Тақта 0805 өлшемді элементтерге арналған.

I=1000/R. Сіз бірден үлкен ток орнатпауыңыз керек, алдымен микросхема қаншалықты қызатынын қараңыз. Менің мақсаттарым үшін мен 2,7 кОм резисторды алдым, ал зарядтау тогы шамамен 360 мА болды.

Радиатордың осы микросұлбаға бейімделуі екіталай және кристалдық корпустың ауысуының жоғары жылу кедергісіне байланысты оның тиімді болатыны шындық емес. Өндіруші жылу қабылдағышты «өткізгіштер арқылы» жасауды ұсынады - жолдарды мүмкіндігінше қалың етіп жасау және фольганы микросхема корпусының астына қалдыру. Жалпы алғанда, «жер» фольгасы неғұрлым көп болса, соғұрлым жақсы.

Айтпақшы, жылудың көп бөлігі 3-ші аяқ арқылы жойылады, сондықтан сіз бұл жолды өте кең және қалың етіп жасай аласыз (оны артық дәнекермен толтырыңыз).

LTC4054 чип пакеті LTH7 немесе LTADY деп белгіленуі мүмкін.

LTH7 LTADY-ден ерекшеленеді, біріншісі өте өлі батареяны көтере алады (кернеу 2,9 вольттан төмен), ал екіншісі көтере алмайды (оны бөлек айналдыру керек).

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. Аналогтардың кез келгенін қолданбас бұрын, деректер парағын тексеріңіз.

TP4056

Микросұлба SOP-8 пакетінде жасалған (қараңыз), оның ішінде контактілерге қосылмаған металл жылу қабылдағыш бар, бұл жылуды тиімдірек жоюға мүмкіндік береді. Аккумуляторды 1А-ға дейінгі токпен зарядтауға мүмкіндік береді (ток токты орнату резисторына байланысты).

Қосылу схемасы ең аз тіркемелерді қажет етеді:

Схема классикалық зарядтау процесін жүзеге асырады - алдымен тұрақты токпен зарядталады, содан кейін тұрақты кернеумен және түсетін токпен. Барлығы ғылыми. Егер сіз зарядтауды кезең-кезеңімен бөлшектесеңіз, бірнеше кезеңді ажыратуға болады:

1. Жалғанған аккумулятордың кернеуін бақылау (бұл әрқашан болады).
2. Алдын ала зарядтау кезеңі (батареяның заряды 2,9 В төмен болса). Бағдарламаланған R прог резисторынан (R прог = 1,2 кОм кезінде 100 мА) 2,9 В деңгейіне дейін зарядтау тогы 1/10.
3. Максималды тұрақты токпен зарядтау (R прог = 1,2 кОм кезінде 1000мА);
4. Батарея 4,2 В-қа жеткенде, батарея кернеуі осы деңгейде бекітіледі. Зарядтау тогының біртіндеп төмендеуі басталады.
5. Ток бағдарламаланған R прог резисторының 1/10 бөлігіне жеткенде (R прог = 1,2 кОм кезінде 100 мА) Зарядтағышөшеді.
6. Зарядтау аяқталғаннан кейін контроллер батарея кернеуін бақылауды жалғастырады (1-тармақты қараңыз). Бақылау тізбегі тұтынатын ток 2-3 мкА құрайды. Кернеу 4,0 В дейін төмендегеннен кейін зарядтау қайта қосылады. Шеңберде және т.б.

Заряд тогы (ампермен) формула бойынша есептеледі I=1200/R прог. Рұқсат етілген максималды - 1000 мА.

18650 батареямен 3400 мАч зарядтаудың нақты сынағы графикте көрсетілген:

Микросұлбаның артықшылығы заряд тогы тек бір резистор арқылы орнатылады. Төмен кедергісі бар күшті резисторлар қажет емес. Сонымен қатар, зарядтау процесінің индикаторы, сондай-ақ зарядтау аяқталуының көрсеткіші бар. Батарея қосылмаған кезде индикатор бірнеше секунд сайын жыпылықтайды.

Тізбектің қоректену кернеуі 4,5 ... 8 вольт шегінде болуы керек. 4,5 В жақынырақ - соғұрлым жақсы (сондықтан чип аз қызады).

Бірінші аяқ литий-ионды батареяға орнатылған температура сенсорын қосу үшін пайдаланылады (әдетте бұл батареяның ортаңғы терминалы ұялы телефон). Егер шығыс кернеуі қоректендіру кернеуінің 45% төмен немесе 80% жоғары болса, зарядтау тоқтатылады. Температураны бақылау қажет болмаса, бұл аяқты жерге қойыңыз.

Назар аударыңыз! Бұл схеманың бір маңызды кемшілігі бар: батареяның кері қорғаныс тізбегінің болмауы. Бұл жағдайда контроллердің максималды токтың асып кетуіне байланысты жанып кетуіне кепілдік беріледі. Бұл жағдайда тізбектің қоректену кернеуі батареяға тікелей түседі, бұл өте қауіпті.

Тығыздау қарапайым, тізеде бір сағатта жасалады. Уақыт азап кетсе, дайын модульдерге тапсырыс беруге болады. Дайын модульдердің кейбір өндірушілері шамадан тыс ток пен шамадан тыс разрядтан қорғауды қосады (мысалы, сізге қандай тақта қажет - қорғанысы бар немесе онсыз және қандай қосқышты таңдауға болады).

Сондай-ақ, астында кері байланысы бар дайын тақталарды таба аласыз температура сенсоры. Немесе зарядтау тогын арттыру үшін параллельді бірнеше TP4056 чиптері бар зарядтау модулі және кері полярлық қорғанысы бар (мысал).

LTC1734

Бұл сонымен қатар өте қарапайым дизайн. Зарядтау тогы R прог резисторымен орнатылады (мысалы, 3 кОм резисторды қойсаңыз, ток 500 мА болады).

Микросұлбалар әдетте корпуста белгіленеді: LTRG (оларды жиі Samsung ескі телефондарынан табуға болады).

Транзистор сәйкес келеді кез келген p-n-p, ең бастысы, ол берілген зарядтау токына арналған.

Бұл диаграммада заряд индикаторы жоқ, бірақ LTC1734-де «4» (Prog) істікшесінің екі функциясы бар - токты орнату және батарея зарядының аяқталуын бақылау деп айтылады. Мысалы, LT1716 компараторы арқылы зарядтың аяқталуын басқаратын схема көрсетілген.

Бұл жағдайда LT1716 компараторын арзан LM358-ге ауыстыруға болады.

TL431 + транзистор

Неғұрлым қолжетімді құрамдастардан схема ойлап табу қиын болуы мүмкін. Мұнда ең қиын нәрсе - TL431 анықтамалық кернеуінің көзін табу. Бірақ олар соншалықты кең таралған, олар барлық жерде дерлік кездеседі (сирек қуат көзі бұл микросұлбасыз не істейді).

TIP41 транзисторын қолайлы коллекторлық токпен кез келген басқа ауыстыруға болады. Тіпті ескі кеңестік KT819, KT805 (немесе одан аз қуатты KT815, KT817) жасайды.

Тізбекті орнату 4,2 вольт деңгейіндегі триммерді пайдаланып шығыс кернеуін орнатуға (батареясыз !!!) түседі. R1 резисторы зарядтау тогының максималды мәнін орнатады.

Бұл схемалитий батареяларын зарядтаудың екі сатылы процесін толығымен жүзеге асырады - алдымен тұрақты токпен зарядтау, содан кейін кернеуді тұрақтандыру фазасына өту және токтың нөлге дерлік тегіс төмендеуі. Жалғыз кемшілік - бұл схеманың қайталануының нашарлығы (пайдаланылатын компоненттерді орнатуда және талап етуде).

MCP73812

Microchip-тен тағы бір ескерілмеген микрочип бар - MCP73812 (қараңыз). Оның негізінде сіз өте бюджеттік зарядтау опциясын аласыз (және қымбат емес!). Бүкіл жинақ бір ғана резистордан тұрады!

Айтпақшы, микросхема дәнекерлеуге ыңғайлы жағдайда жасалған - SOT23-5.

Жалғыз теріс - ол өте қызып кетеді және зарядтың көрсеткіші жоқ. Сондай-ақ, егер сізде аз қуат көзі болса (кернеудің төмендеуін беретін) болса, ол қандай да бір түрде сенімді жұмыс істемейді.

Жалпы, заряд көрсеткіші сіз үшін маңызды болмаса және 500 мА ток сізге сәйкес келсе, MCP73812 өте жақсы нұсқа болып табылады.

NCP1835

Толық интеграцияланған шешім ұсынылады - зарядтау кернеуінің жоғары тұрақтылығын қамтамасыз ететін NCP1835B (4,2 ± 0,05 В).

Мүмкін, бұл микросұлбаның жалғыз кемшілігі оның тым кішкентай өлшемі (DFN-10 пакеті, өлшемі 3х3 мм). Мұндай миниатюралық элементтердің жоғары сапалы дәнекерлеуін әркім қамтамасыз ете алмайды.

Сөзсіз артықшылықтардың ішінде мен мыналарды атап өткім келеді:

1. Дене жинағы бөліктерінің ең аз саны.
2. Толық зарядсызданған аккумуляторды зарядтау мүмкіндігі (алдын ала зарядтау тогы 30 мА);
3. Зарядтау аяқталуының анықтамасы.
4. Бағдарламаланатын зарядтау тогы - 1000 мА дейін.
5. Зарядтау және қате көрсеткіші (қайта зарядталмайтын батареяларды анықтауға және бұл туралы сигнал беруге қабілетті).
6. Ұзақ мерзімді зарядтан қорғау (C t конденсаторының сыйымдылығын өзгерту арқылы сіз максималды зарядтау уақытын 6,6-дан 784 минутқа дейін орнатуға болады).

Микросұлбаның құны соншалықты арзан емес, бірақ оны пайдаланудан бас тарту үшін соншалықты үлкен емес (~ $ 1). Егер сіз дәнекерлеу үтікімен дос болсаңыз, мен осы опцияны таңдауды ұсынамын.

Көбірек толық сипаттамаішінде .

Литий-ионды аккумуляторды контроллерсіз зарядтауға бола ма?

Иә болады. Дегенмен, бұл зарядтау тогы мен кернеуін қатаң бақылауды қажет етеді.

Жалпы алғанда, батареяны зарядтау жұмыс істемейді, мысалы, зарядтағышсыз біздің 18650. Сіз әлі де қандай да бір жолмен максималды зарядтау тогын шектеуіңіз керек, сондықтан кем дегенде ең қарапайым жад, бірақ әлі де қажет.

Кез келген литий батареясы үшін ең қарапайым зарядтағыш батареямен сериялы резистор болып табылады:

Резистордың кедергісі мен қуат шығыны зарядтау үшін пайдаланылатын қуат көзінің кернеуіне байланысты.

Мысал ретінде 5 вольтты қуат көзінің резисторын есептейік. Біз 2400 мАч сыйымдылығы бар 18650 батареяны зарядтаймыз.

Сонымен, зарядтаудың ең басында резистордағы кернеудің төмендеуі келесідей болады:

U r \u003d 5 - 2,8 \u003d 2,2 Вольт

Біздің 5 В қуат көзіміз 1А максималды токқа есептелген делік. Аккумулятордағы кернеу минималды және 2,7-2,8 вольт болғанда, схема зарядтың ең басында ең үлкен токты тұтынады.

Назар аударыңыз: бұл есептеулер батареяның өте терең зарядсыздануы және ондағы кернеудің нөлге дейін әлдеқайда төмен болуы мүмкіндігін ескермейді.

Осылайша, 1 Ампер деңгейінде зарядтың ең басында токты шектеу үшін қажетті резистордың кедергісі болуы керек:

R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ом

Резистордың диссипациясының қуаты:

P r \u003d I 2 R \u003d 1 * 1 * 2,2 \u003d 2,2 Вт

Аккумуляторды зарядтаудың ең соңында, ондағы кернеу 4,2 В жақындағанда, зарядтау тогы:

Мен зарядтаймын \u003d (U un - 4,2) / R \u003d (5 - 4,2) / 2,2 \u003d 0,3 А

Яғни, біз көріп отырғанымыздай, барлық мәндер осы аккумулятор үшін рұқсат етілген мәннен аспайды: бастапқы ток осы аккумулятор үшін максималды рұқсат етілген заряд тоғынан (2,4 А) аспайды, ал соңғы ток тоғынан асып түседі. батарея сыйымдылығын арттырмайды (0,24 А).

Көпшілігі негізгі кемшілігіМұндай зарядтау батареядағы кернеуді үнемі бақылау қажеттілігінен тұрады. Кернеу 4,2 вольтке жеткенде зарядты қолмен өшіріңіз. Шындығында, литий батареялары тіпті қысқа мерзімді асқын кернеуге өте жақсы төзбейді - электрод массалары тез ыдырай бастайды, бұл сөзсіз сыйымдылықты жоғалтуға әкеледі. Сонымен бірге қызып кету және қысымды төмендету үшін барлық алғышарттар жасалады.

Егер сіздің батареяңызда сәл жоғарырақ талқыланған кірістірілген қорғаныс тақтасы болса, онда бәрі жеңілдетілген. Батареядағы белгілі бір кернеуге жеткенде, тақтаның өзі оны зарядтағыштан ажыратады. Дегенмен, зарядтаудың бұл әдісі біз айтқан елеулі кемшіліктерге ие.

Батареяға орнатылған қорғаныс оны кез келген жағдайда қайта зарядтауға мүмкіндік бермейді. Сізге тек зарядтау тогын бақылау керек, ол осы аккумулятор үшін рұқсат етілген мәндерден аспауы керек (қорғаныс тақталары, өкінішке орай, зарядтау тогын шектей алмайды).

Зертханалық қуат көзімен зарядтау

Егер сіздің иелігіңізде ток қорғанысы (шектеу) бар қуат көзі болса, онда сіз үнемдейсіз! Мұндай қуат көзі қазірдің өзінде жоғарыда жазған дұрыс зарядтау профилін жүзеге асыратын толыққанды зарядтағыш болып табылады (CC / CV).

Ли-ионды зарядтау үшін тек қуат көзін 4,2 вольтке орнату және қажетті ток шегін орнату қажет. Және батареяны қосуға болады.

Батарея әлі таусылғанда, алдымен, зертханалық блокқуат көзі токтан қорғау режимінде жұмыс істейді (яғни, шығыс тогын берілген деңгейде тұрақтандырады). Содан кейін, жағадағы кернеу белгіленген 4,2 В-қа дейін көтерілгенде, қуат көзі кернеуді тұрақтандыру режиміне ауысады, ал ток төмендей бастайды.

Ток 0,05-0,1С дейін төмендегенде, батареяны толық зарядталған деп санауға болады.

Көріп отырғаныңыздай, зертханалық PSU - бұл керемет зарядтағыш! Ол автоматты түрде жасай алмайтын жалғыз нәрсе - батареяны толығымен зарядтау және өшіру туралы шешім қабылдау. Бірақ бұл ұсақ-түйек, оған назар аударудың қажеті жоқ.

Литий батареяларын қалай зарядтауға болады?

Егер біз зарядтауға арналмаған бір реттік батарея туралы айтатын болсақ, онда бұл сұраққа дұрыс (және жалғыз дұрыс) жауап ЖОҚ.

Өйткені, кез келген литий батареясы (мысалы, жалпақ планшет түріндегі қарапайым CR2032) литий анодын жабатын ішкі пассивтендіру қабатының болуымен сипатталады. Бұл қабат анодтың электролитпен химиялық әрекеттесуіне жол бермейді. Ал сыртқы токтың берілуі жоғарыдағы қорғаныс қабатын бұзады, бұл батареяның зақымдалуына әкеледі.

Айтпақшы, егер CR2032 қайта зарядталмайтын батарея туралы айтатын болсақ, яғни оған өте ұқсас LIR2032 қазірдің өзінде толыққанды батарея болып табылады. Оны қайта зарядтауға болады және қажет. Тек оның кернеуі 3 емес, 3,6 В.

Литий батареяларын қалай зарядтау керек (бұл телефон батареясы, 18650 немесе кез келген басқа литий-ионды батарея болсын) мақаланың басында талқыланды.

Жіберген:

Жоқ, бұл балық аулау жемі туралы емес, тіпті күмбез астында теңдесетін цирк акробаттары туралы да емес. Бұл тізбектей қосылған батареялардың параметрлерінің тепе-теңдігіне қалай қол жеткізу туралы болады.

Өздеріңіз білетіндей, батарея ұяшығы - бұл өте төмен вольтты құрылғы, сондықтан олар әдетте сериялы пакеттерге қосылады. Ең дұрысы, егер барлық батареялардың параметрлері бірдей болса, бізде кернеуі бір ұяшықтан n есе артық көз бар және біз оны бір жоғары вольтты аккумулятор ретінде зарядтай аламыз және разрядтай аламыз.

Өкінішке орай, бұл тек идеалды болар еді. Бұл бумадағы әрбір аккумулятор, осы әлемдегі барлық нәрсе сияқты, бірегей және екі бірдей толығымен бірдей табу мүмкін емес және олардың сипаттамалары - сыйымдылығы, ағуы, зарядтау дәрежесі - уақыт пен температураға байланысты өзгереді.

Әрине, аккумулятор өндірушілері параметрлер бойынша мүмкіндігінше жақын таңдауға тырысады, бірақ әрқашан айырмашылықтар бар. Уақыт өте келе сипаттамалардың мұндай теңгерімсіздігі де артуы мүмкін.

Ұяшықтардың сипаттамаларындағы бұл айырмашылықтар батареялардың басқаша жұмыс істеуіне әкеледі және нәтижесінде композиттік батареяның жалпы сыйымдылығы оның құрамдас бөліктерінен төмен болады, бұл жолы, екіншіден, мұндай ресурс батарея да төмен болады, өйткені. ол басқаларға қарағанда тез тозатын «ең әлсіз» батареямен анықталады.
Енді не істеу керек?

Жасуша теңгерімінің дәрежесін бағалаудың екі негізгі критерийі бар:
1. Ұяшықтардағы кернеуді теңестіру,
2. Ұяшықтардағы зарядты теңестіру.

Сіз сондай-ақ осы теңдестіру әдістеріне жетудегі мақсаттарыңызға екі жолмен қол жеткізе аласыз:
1. Пассивті және
2. Белсенді.

Айтылғандарды түсіндіріп көрейік.
Теңдестіру критерийлерімен бәрі түсінікті, не біз жай ғана ұяшықтардағы кернеулердің теңдігіне қол жеткіземіз немесе қандай да бір жолмен аккумулятордың зарядын есептейміз және бұл зарядтардың тең болуын қамтамасыз етеміз (бұл жағдайда кернеулер әртүрлі болуы мүмкін).

Іске асыру әдістерімен де күрделі ештеңе жоқ. Пассивті әдісте біз ең көп зарядталған батарея ұяшықтарындағы энергияны олардағы кернеулер немесе зарядтар тең болғанша жай ғана жылуға түрлендіреміз.
Белсенді әдісте, кез келген жолмен, біз зарядты бір ұяшықтан екінші ұяшыққа, мүмкіндігінше, аз шығынмен ауыстырамыз. Заманауи схемалар мұндай қабілеттерді оңай жүзеге асырады.

Сорғыдан гөрі тарату оңай, ал зарядтарды салыстырудан гөрі кернеуді салыстыру оңайырақ екені анық.

Сондай-ақ, бұл әдістерді зарядтау кезінде де, зарядтау кезінде де қолдануға болады. Көбінесе, әрине, теңдестіру аккумулятор зарядталып жатқанда, энергия көп болған кезде және оны көп үнемдеу мүмкін болмаған кезде жүзеге асырылады, сондықтан көп шығынсыз «артық» электр энергиясының пассивті диссипациясын пайдалануға болады.
Зарядтау кезінде тек белсенді зарядты тасымалдау әрқашан қолданылады, бірақ мұндай жүйелер схеманың күрделілігіне байланысты өте сирек кездеседі.

Қарап көрейік практикалық жүзеге асыружоғарыдағылардың.
Зарядтау кезінде, ең қарапайым жағдайда, зарядтағыштың шығысында «теңгерім» деп аталатын құрылғы орналастырылады.
Әрі қарай, өзімді құрастырмау үшін мен жай ғана http://www.os-propo.info/content/view/76/60/ сайтындағы мақаланың бір бөлігін енгіземін. Біз литий батареяларын зарядтау туралы айтып отырмыз.

"Баланстардың ең қарапайым түрі кернеуді шектегіш болып табылады. Бұл LiPo банкіндегі кернеуді шекті мәні 4,20 В салыстыратын компаратор. Бұл мәнге жеткенде LiPo банкімен параллель қосылған қуатты транзисторлық қосқыш ашылады, заряд тоғының көп бөлігін (1А) өзі арқылы өтеді. немесе одан да көп) және энергияны жылуға түрлендіру. Сонымен қатар, токтың өте аз бөлігі банканың өз үлесіне түседі, бұл оның зарядын іс жүзінде тоқтатады, көршілерге қайта зарядтауға мүмкіндік береді. Шындығында, мұндай теңгерімдегі батарея ұяшықтарындағы кернеуді теңестіру тек зарядтың соңында, ұяшықтар шекті мәнге жеткенде болады.

Мұндай схемада әртүрлі бумалардың жұбын зарядтау және теңестіру міндеті нақты орындалады. Бірақ мұндай теңдестіргіштер іс жүзінде тек үйде жасалған. Барлық меншікті микропроцессорлық балансерлер басқа жұмыс принципін пайдаланады.

Толық зарядтау токтарын ақырында таратудың орнына, микропроцессорлық теңгергіш банктердегі кернеулерді үнемі бақылап отырады және оларды зарядтау процесінде біртіндеп теңестіреді. Басқаларға қарағанда зарядталған банкке теңгерімдеуші кейбір қарсылықты (көптеген теңгерімдердегі 50-80 Ом ретті) параллель қосады, ол зарядтау тогының бір бөлігін өзі арқылы өткізеді және осы банктің зарядын сәл ғана бәсеңдетеді. , оны толығымен тоқтатпай. Негізгі заряд тогын қабылдауға қабілетті радиатордағы транзистордан айырмашылығы, бұл қарсылық тек шағын теңестіру тогын қамтамасыз етеді - шамамен 100 мА, сондықтан мұндай теңгерімдеуші массивті радиаторларды қажет етпейді. Дәл осы теңдестіру тогы көрсетілген техникалық сипаттамалартеңгергіштер және әдетте 100-300 мА аспайды.

Мұндай теңдестіргіш айтарлықтай қызбайды, өйткені процесс бүкіл зарядтау кезінде жүреді, ал төмен токтардағы жылу радиаторларсыз тарауға уақыт алады. Әлбетте, егер зарядтау тогы теңгерімдеуші токтан айтарлықтай жоғары болса, онда үлкен кернеу банктерге таралса, теңгерімдеуші ең зарядталған банк шекті кернеуге жеткенге дейін оларды теңестіруге үлгермейді."
Дәйексөздің соңы.

Мысал жұмыс схемасыТөмендегілер ең қарапайым теңгергіш ретінде қызмет ете алады (http://www.zajic.cz/ сайтынан алынған).

1-сурет. қарапайым тізбектеңгеруші.

Шын мәнінде, бұл қуатты стабилдік диод, айтпақшы, өте дәл, төмен қарсылық жүктемесі бар, оның рөлін D2 ... D5 диодтары атқарады. D1 чипі аккумулятордың плюс және минусындағы кернеуді өлшейді, ал егер ол шекті мәннен жоғары көтерілсе, ол жадтағы барлық токты өзі арқылы өтетін T1 қуатты транзисторын ашады.

2-сурет. Қарапайым баланс.

Екінші контур ұқсас жұмыс істейді (2-сурет.), Бірақ онда барлық жылу транзистор T1 шығарылады, ол «шәйнек» сияқты қызады - радиаторды төмендегі суретте көруге болады.

3-суретте теңгергіш 3 каналдан тұратыны көрсетілген, олардың әрқайсысы 2-суреттегі схема бойынша жасалған.

Әрине, толық микросұлба түрінде шығарылатын мұндай схемаларды өнеркәсіп бұрыннан игерген. Көптеген компаниялар оларды жасайды. Мысал ретінде мен Radio Lotsman http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=59991 сайтында жарияланған теңгерімдеу әдістері туралы мақаланың материалдарын қолданамын, мен оны ішінара өзгертемін немесе алып тастаймын. мақаланы толтырмау.
Дәйексөз:
" Пассивті теңдестіру әдісі.
Ең қарапайым шешім - батареялардың кернеуін теңестіру. Мысалы, BQ77PL900 чипі тізбектей жалғанған 5-10 батареясы бар батарея жинақтарын қорғауды қамтамасыз етеді. Микросұлба функционалды толық блок болып табылады және 4-суретте көрсетілгендей аккумулятор бөлімімен жұмыс істеу үшін пайдаланылуы мүмкін. Ұяшықтың кернеуін шекті мәнмен салыстыру, микросұлба қажет болған жағдайда әрбір ұяшық үшін теңгерімдеу режимін қосады. .

4-сурет. BQ77PL900 чипі және екінші аналогы, онда сіз жақсырақ көре аласыз ішкі ұйым(осы жерден алынған http://qrx.narod.ru/bp/bat_v.htm).

Суретте. 5 оның жұмыс істеу принципін көрсетеді. Кез келген аккумулятордың кернеуі алдын ала белгіленген шекті мәннен асып кетсе, өрістік транзисторлар қосылады және жүктеме резисторы батарея ұяшығымен параллель қосылады, ол арқылы ток ұяшықты айналып өтіп, оны зарядтамайды. Қалған жасушалар зарядтауды жалғастырады.
Кернеу төмендеген кезде өріс клапаны жабылады және зарядтау жалғасуы мүмкін. Осылайша, зарядтау соңында барлық ұяшықтарда бірдей кернеу болады.

Критерий ретінде тек кернеудің ауытқуын пайдаланатын теңгерімдеу алгоритмін пайдаланған кезде, батареялардың ішкі кедергісінің айырмашылығына байланысты толық емес теңгерімдеу мүмкін (6. суретті қараңыз). Шындығында, ток аккумулятор арқылы өткен кезде кернеудің бір бөлігі осы кедергіге түседі, бұл зарядтау кезінде кернеудің таралуында қосымша қателік тудырады.
Батареяны қорғау чипі теңгерімсіздік батареялардың басқа сыйымдылығынан немесе олардың ішкі кедергілеріндегі айырмашылықтан туындағанын анықтай алмайды. Сондықтан пассивті теңгерімдеудің осы түрімен барлық батареялардың 100% зарядталатынына кепілдік жоқ.

BQ2084 теңгерімдеудің жетілдірілген нұсқасын пайдаланады, ол сондай-ақ кернеудің өзгеруіне негізделген, бірақ ішкі қарсылықтың таралуының әсерін азайту үшін, BQ2084 зарядтау тоғының мөлшері төмен болған кезде зарядтау процесінің соңына жақындайды.

Күріш. 5. Кернеуді теңестіруге негізделген пассивті әдіс.

Күріш. 6. Пассивті кернеуді теңестіру әдісі.

BQ20Zxx отбасының микросұлбалары аккумуляторлардың зарядының күйін (SZB) және аккумулятордың сыйымдылығын анықтауға негізделген заряд деңгейін анықтау үшін меншікті Impedance Track технологиясын пайдаланады.

Бұл технологияда әрбір аккумулятор үшін оны толық зарядтау үшін қажетті Qneed заряды есептеледі, содан кейін барлық батареялардың Qneed арасындағы айырмашылық?Q табылады. Содан кейін микросұлба зарядтар теңестірілгенге дейін барлық ұяшықтарды ең аз зарядталған деңгейге дейін шығаратын қуат қосқыштарын қосады.

Батареялардың ішкі кедергісінің айырмашылығы бұл әдіске әсер етпейтіндіктен, оны зарядтау кезінде де, зарядтау кезінде де кез келген уақытта қолдануға болады.Дегенмен, жоғарыда айтылғандай, разрядтау кезінде бұл әдісті пайдалану ақымақ, өйткені. энергия ешқашан жетпейді.

Бұл технологияның басты артықшылығы - басқа пассивті әдістермен салыстырғанда батареяны дәлірек теңестіру (7-суретті қараңыз).

Күріш. 7. SSB және сыйымдылыққа негізделген пассивті теңгерімдеу.

Белсенді теңдестіру

Энергия тиімділігі бойынша бұл әдіс пассивті теңгерімдеуден жоғары, өйткені. энергияны көбірек зарядталған ұяшықтан аз зарядталғанға ауыстыру үшін резисторлардың орнына іс жүзінде ешқандай энергия шығыны болмайтын индуктивтіліктер мен сыйымдылықтар қолданылады. Бұл әдіс батареяның максималды қызмет ету мерзімі қажет болған жағдайда қолайлы.

TI компаниясының меншікті PowerPump технологиясына негізделген BQ78PL114 TI компаниясының соңғы белсенді батареяны теңестіру компоненті болып табылады және қуатты тасымалдау үшін индуктивті түрлендіргішті пайдаланады.

PowerPump n-арналы P-арна FETs және жұп батареялар арасында орналасқан дроссельді пайдаланады. Схема 8-суретте көрсетілген. Далалық жұмысшылар мен индуктор бак/күшейткіш түрлендіргішті құрайды.

Мысалы, егер BQ78PL114 жоғарғы ұяшық төменгі ұяшыққа қарағанда көбірек зарядталғанын анықтаса, Q1 транзисторын ашу сигналы PS3 істікшесінде шамамен 200 кГц жиілікпен және шамамен 30% жұмыс циклімен жасалады.

Q2 жабылған кезде, Q2 ішкі диоды индукторлық токты жабатын стандартты коммутациялық реттегіш тізбегі алынады. жабық күйкілт Q1.

Төменгі ұяшықтан жоғарыға айдау кезінде, тек Q2 кілті ашылғанда, біз де аламыз типтік схема, бірақ қазірдің өзінде күшейткіш коммутация реттегіші.

Q1 және Q2 кілттері, әрине, бір уақытта ешқашан ашылмауы керек.

Күріш. 8. PowerPump теңдестіру технологиясы.

Бұл жағдайда энергия шығындары аз және барлық дерлік энергия жоғары зарядталған банкадан төмен зарядталған құмыраға өтеді. BQ78PL114 чипі үш теңдестіру алгоритмін жүзеге асырады:
- батарея терминалдарындағы кернеу. Бұл әдіс жоғарыда сипатталған пассивті теңдестіру әдісіне ұқсас, бірақ жоғалту дерлік жоқ;
- жүктемесіз кернеу. Бұл әдіс айырмашылықты өтейді ішкі қарсылықбатареялар;
- батарея зарядының күйі бойынша (аккумулятордың күйін болжауға негізделген). Әдіс SSB және аккумулятор сыйымдылығы үшін пассивті теңдестіру бар BQ20Zxx микросұлбалар тобында қолданылатын әдіске ұқсас. Бұл жағдайда бір аккумулятордан екіншісіне ауыстыру қажет заряд дәл анықталады. Теңдестіру зарядтың соңында орын алады. Бұл әдісті қолдана отырып, адам қол жеткізеді ең жақсы нәтиже(9-суретті қараңыз.)

Күріш. 9. Аккумулятор зарядының күйін теңестірудің белсенді алгоритмі.

Жоғары теңдестіру токтарының арқасында PowerPump технологиясы әдеттегіден әлдеқайда тиімді пассивті теңдестіруэнергияның диссипациясымен. Ноутбуктің аккумулятор жинағын теңдестіру жағдайында теңгерімдеу токтары 25…50 мА құрайды. Құрамдас бөліктердің мәнін таңдау арқылы ішкі кілттері бар пассивті әдіске қарағанда теңгерімдеудің тиімділігіне 12-20 есе жақсы қол жеткізуге болады. Әдеттегі теңгерімсіздік мәніне (5%-дан аз) бір немесе екі циклде жетуге болады.

Сонымен қатар, PowerPump технологиясының басқа да артықшылықтары бар: теңгерімдеу жұмыстың кез келген режимінде – зарядтау, зарядсыздандыру, тіпті энергия беретін аккумулятордың қуат алатын батареяға қарағанда кернеуі төмен болған кезде де орын алуы мүмкін." (Ішінара дәйексөздің соңы.)

Интернетте http://qrx.narod.ru/bp/bat_v.htm сайтында «HamRadio» тапқан келесі схемамен зарядты бір ұяшықтан екінші ұяшыққа ауыстырудың белсенді әдістерінің сипаттамасын жалғастырайық.

Зарядты тасымалдау тізбегі ретінде индуктивті емес, сыйымдылықты сақтау орны пайдаланылды. Мысалы, ауыспалы конденсаторлар деп аталатын кернеу түрлендіргіштері кеңінен танымал. Олардың бірі - ICL7660 чипі (MAX1044 немесе отандық аналогы KR1168EP1).

Негізінде микросұлба оның қоректену кернеуіне тең теріс кернеуді алу үшін қолданылады. Алайда, егер қандай да бір себептермен оның шығысындағы теріс кернеу қоректендірудің оң кернеуінен үлкен болып шықса, онда микросұлба зарядты айдай бастайды. кері жағы«, минусты алып тастап, оны плюске береді, яғни ол үнемі осы екі кернеуді теңестіруге тырысады.

Бұл қасиет екі батарея ұяшығын теңестіру үшін пайдаланылады. Мұндай теңгергіштің схемасы 10-суретте көрсетілген.

10-сурет. Зарядтың сыйымдылық тасымалдануымен теңдестіргіштің схемасы.

Жоғары жиілікті микросұлба C1 конденсаторын не жоғарғы G1 батареясына, не төменгі G2 батареясына қосады. Сәйкесінше, C1 зарядының бір бөлігін тасымалдай отырып, көбірек зарядталғаннан зарядталып, одан да көп зарядталғанға шығарылады.
Уақыт өте келе батареялардағы кернеу бірдей болады.

Тізбектегі энергия іс жүзінде жойылмайды, тізбектің тиімділігі батареялардағы кернеуге және коммутациялық жиілікке және C1 сыйымдылығына байланысты шығыс токқа байланысты 95 ... 98% дейін жетуі мүмкін.

Бұл жағдайда микросұлбаның нақты тұтынуы тек бірнеше ондаған микроамперді құрайды, яғни. көптеген батареялардың өздігінен разряд деңгейінен төмен, сондықтан микросұлбаны тіпті батареядан ажырату мүмкін емес және ол ұяшықтардағы кернеуді теңестіру жұмысын үнемі баяу орындайды.

Шындығында, айдау тогы 30 ... 40 мА жетуі мүмкін, бірақ тиімділік төмендейді. Әдетте он мА. Сондай-ақ, қоректендіру кернеуі 1,5-тен 10 В-қа дейін болуы мүмкін, бұл микросхема қарапайым Ni-Mh саусақтарын да, литий батареяларын да теңестіре алады.

Практикалық ескерту: 10-суретте. Кернеуі 3В-тан төмен батареяларды теңестіретін тізбек көрсетілген, сондықтан оның алтыншы аяғы (LV) 3 шығысына қосылған. Кернеуі жоғары литий батареяларын теңестіру үшін 6 істікшесін еш жерде қосылмай бос қалдыру керек.

Сондай-ақ, бұл әдіс арқылы тек екі ғана емес, сонымен қатар теңдестіруге болады үлкен мөлшербатареялар. 11-суретте. қалай жасау керектігін көрсетті.

11-сурет. Каскадты зарядты тасымалдау чиптері.

Ақыр соңында, бір батареядан екіншісіне сыйымдылық зарядын беруді жүзеге асыратын тағы бір схема дизайны.
Егер ICL7660 конденсаторы C1 конденсаторын тек екі көзге қоса алатын мультиплексор болса, онда коммутациялық арналардың көп саны (3, 4, 8) бар мультиплексорды алу арқылы сіз үш, төрт немесе сегіз қатардағы кернеулерді теңестіруге болады. бір микросұлба. Оның үстіне банктер кез келген жолмен тізбектей де, параллель де қосылуы мүмкін. Ең бастысы, микросұлбаның қоректену кернеуі банктердегі максималды кернеуден жоғары.

«Радио» журналында 1989, № 8 сипатталған деп аталатын «қайтарылатын кернеу түрлендіргішінің» схемасы 12-суретте көрсетілген.

12-сурет. Кернеудің қайтымды түрлендіргіші 561КП1 мультиплексорындағы теңгергіш ретінде..

Нивелирлеу құрылғысына төрт элементке дейін қосуға болады. C2 конденсаторы әртүрлі элементтерге кезекпен қосылады, бұл элементтердің энергиясының берілуін қамтамасыз етеді және олардағы кернеуді теңестіреді.

Батареядағы ұяшықтардың санын азайтуға болады. Бұл жағдайда алынып тасталған элементтердің орнына сыйымдылығы 10..20 мкФ болатын конденсаторды қосу жеткілікті.

Мұндай көздің теңгерімдік тогы өте аз, 2 мА дейін. Бірақ ол үнемі жұмыс істейтіндіктен, батареялардан ажыратылмай, ол өз міндетін орындайды - ұяшықтардың зарядтарын теңестіреді.

Қорытындылай келе, мен заманауи екенін атап өткім келеді элементтік базакомпозиттік батареяның ұяшықтарын жоғалтпай теңестіруге мүмкіндік береді және «салқын» және қол жетімсіз нәрсе болуды тоқтату үшін жеткілікті қарапайым.

Сондықтан, менің ойымша, батареямен жұмыс істейтін құрылғыларды құрастыратын радиоәуесқой батареялар арасындағы кернеулердің теңдігіне назар аудара отырып, «ескі әдіспен» болса да, батареядағы банктер арасында энергияны тасымалдаудың белсенді әдістеріне ауысу туралы ойлануы керек. жасушалар, олардағы зарядтар емес.

Сайттағы барлық мақалаларды көшіруге рұқсат етіледі, бірақ бізге сілтеме міндетті түрде көрсетіледі.

Қымбат емес зарядтау теңгерімдері шектеулі зарядтау токына байланысты сыйымдылығы жоғары LiPo аккумуляторларын зарядтау үшін өте қолайлы емес, нәтижесінде сыйымдылығы жоғары батареялардың заряды (2 ... 5 А) біршама уақытқа созылады. ұзақ уақыт. Ұсынылған зарядтағыш 2S….3S LiPo жоғары сыйымдылығы бар аккумуляторларды теңгерімдеумен және кернеуі 4,2 ​​Вольтқа жеткен банкаларды жеке ажыратумен зарядтауға арналған.

Бұл схема 2S және 3S батареяларын зарядтауға арналған, бірақ қажет болса
4S немесе 5S батареяларын зарядтаңыз, ұяшықтардың санын көбейту жеткілікті. Барлық жасушалар бірдей.

Бір ұяшық мысалында жадтың жұмыс істеу принципін қарастырайық. Негізі - дәлдік
Реттелетін қосу табалдырығы бар стабилдік диод TL431. Қосылу шегі резистивті орнатылған
стабилдік диодтың басқару электродының шығысындағы кернеу бөлгіші.
Стабилитрон қосылғанға дейін барлық заряд тогы аккумулятор арқылы өтеді. стабилдік диод арқылы
1 кОм резистор аккумуляторға параллель қосылған, ал оң шинадағы, сондай-ақ резистивті бөлгіштегі (және стабилді диодтың басқару электродындағы) кернеу батарея зарядталған сайын біртіндеп артады. Батарея кернеуі 4,2 ​​вольтке жеткенде
стабилитрон ашылады және 1 кОм резистордағы кернеудің төмендеуінен қуатты ашады
транзистор KT816. Зарядтау тогы қазір ол арқылы өтеді. Сигнал беру
Жарық диод. Тізбектей қосылған 4 күштік диодтың тізбегі және QE транзисторлық өтпесі
тұрақтандыру кернеуі шамамен 4,2 вольт болатын қуатты стабилитрон болып табылады
транзистордың ашық түйісу арқылы батареяның зарядсыздануын болдырмайды.
Резистор * 22 Kom сәйкес келетінге жеткенде таңдаңыз
+4,2 вольт кернеуі батарея банкі, стабилитрон ашылды және сигнал шамы жанды
Жарық диод.

Трансформатор TH36 немесе ұқсас.
KT816 транзисторлары (коллекторлық ток 3 А).
Диодтар - кемінде 2 А ток күші бар KD226 диодтарының қуатты диодтары.
Заряд тоғын реттеуге арналған қуатты сыммен оралған айнымалы резистор 10…..20 Ом.
Амперметр 1 ... .3 А, заряд тоғын басқару үшін.

Әрбір транзисторда 1 мм алюминийден жасалған шағын 20 мм x 40 мм радиатор бар.

Түзеткіштен балансизаторға дейінгі шығыс кернеуі асуы керек
батарея кернеуі. Түзеткіш 3 А ток үшін диодтық көпірді пайдаланады
және конденсатор 2200 микрофарад x 36 вольт.

Бір банк үшін - түзеткіштің кернеуі шамамен 6 вольт болуы керек.
Екі банка үшін - түзеткіштің кернеуі шамамен 11 вольт болуы керек.
Үш банка үшін түзеткіштің кернеуі шамамен 15 вольт болуы керек.
Төрт банка үшін түзеткіштің кернеуі шамамен 20 вольт болуы керек.

Қажет болса, трансформатордың орамдарын ауыстыруға болады.
Зарядталған банканың өшіру кернеуі 4,2 ​​вольт.

Батареялар үшін зарядтау тогы 1 ... 2 А шегінде қуатты сымды айнымалы резистор 10 ... 20 Ом, ал сыйымдылығы аз батареялар үшін 0,5 А шегінде орнатылады.
Мен бұл зарядтағышты екі жылдан бері пайдаланып келемін. Мен батареяларды 1,8……….3,0 А зарядтаймын.

электр схемасызарядтау - LiPo теңгерімшісі.

.lay файлы

Монтаж

Үш зарядтау ұяшығы (3S LiPo) үшін ПХД теріс. Жолдардан көрініс.

Жад дизайнының нұсқасы. Алдыңғы көрініс. Диодтар қосулы - заряд аяқталды.

Артқы көрініс. Ағымдық параметрдің айнымалы сым резисторының осі көрінеді.

Интерьердің жалпы көрінісі.

Интерьердің жалпы көрінісі

Баспа платасының көрінісі.

Көрінетін - айнымалы резистор, диодтық көпір, сүзгі конденсаторы.

Әсіресе скептиктер мен микроконтроллерлерді ұстанушылар үшін мынаны айтқым келеді.
Мен микроконтроллерлердің 80-ші жылдардағы технологиялардан артықшылығын ешбір жағдайда жоққа шығармаймын!
Бірақ 80-ші жылдардағы схемалар мен технологиялар тіпті жаңадан келген радиоәуесқойларға да қол жетімді, бұл микропроцессорлар туралы айту мүмкін емес. Бұл мақалада мен өз әріптестеріме қарапайым кеңестік радио элементтерінде көп күш пен материалдық шығындарсыз бірнеше күн ішінде бірдеңе жинауға болатынын көрсеткім келеді.
немесе бизнеске қажетті басқа құрылғы!
Мен сондай-ақ атап өткім келеді - біздің инженерлерде әлі калькулятор болмаған кезде, бірақ слайд сызғыштармен есептегенде, олардың барлық үлкен жобалары жұмыс істеді! Есте сақтау жеткілікті
Венераның бетіне қонып, түрлі-түсті фотосуреттерді Жерге жіберген 70-ші жылдардағы «Венера» АМС. Ал кеңестік ай роверлері және 50-ші жылдардағы әлемдегі ең жақсы ұшақтар! Және, әрине, Юрий Гагариннің ұшуы! Ол жылдары барлық есептеулер слайд ережелері бойынша жасалды! Менде, әрине, калькулятор және одан да көп. Бірақ мен слайд ережесін қалай қолдану керектігін де білемін.

Әрине, әрбір радиоәуесқой литий батареяларын тізбектей қосу кезінде мәселеге тап болды, ол біреуі тез отыратынын, ал екіншісі зарядты ұстайтынын байқады, бірақ басқа зарядсыз батареяның салдарынан бүкіл батарея қажетті кернеуді шығармайды. Бұл аккумуляторды толығымен зарядтау кезінде олар біркелкі зарядталмайды, ал кейбір батареялар толық сыйымдылыққа ие болады, ал кейбіреулері болмайды. Бұл тез разрядқа ғана емес, сонымен қатар сәтсіздікке әкеледі жеке элементтер, зарядтауға дейін тұрақты емес болғандықтан.
Мәселені шешу өте қарапайым, әр батарея ұяшығы үшін сізге балансизатор деп аталатын құрылғы қажет, ол батарея толығымен зарядталғаннан кейін оны одан әрі зарядтауды блоктайды және басқару транзисторы ұяшықтан өткен зарядтау тогын айналып өтеді.
Теңгерім тізбегі өте қарапайым, TL431A дәлдікпен басқарылатын стабилдік диодқа және BD140 тікелей өткізгіш транзисторына жинақталған.