Κύκλωμα εκκένωσης ιόντων λιθίου. Προστασία μπαταρίας Li-ion (Ελεγκτής προστασίας Li-ion). Να, λοιπόν, η ίδια τροποποίηση των «λαϊκών» μαντήλων

Όλοι οι ραδιοερασιτέχνες είναι πολύ εξοικειωμένοι με τις πλακέτες φόρτισης για ένα κουτί μπαταριών ιόντων λιθίου. Έχει μεγάλη ζήτηση λόγω της χαμηλής τιμής και των καλών παραμέτρων παραγωγής.




Χρησιμοποιείται για τη φόρτιση των μπαταριών που αναφέρθηκαν προηγουμένως από τάση 5 βολτ. Τέτοια κασκόλ χρησιμοποιούνται ευρέως σε οικιακά σχέδια με αυτόνομη πηγή ενέργειας με τη μορφή μπαταριών ιόντων λιθίου.



Αυτοί οι ελεγκτές παράγονται σε δύο εκδόσεις - με και χωρίς προστασία. Αυτά με προστασία είναι λίγο ακριβά.




Η προστασία εξυπηρετεί πολλαπλές λειτουργίες

1) Αποσυνδέει την μπαταρία σε περίπτωση βαθιάς εκφόρτισης, υπερφόρτισης, υπερφόρτωσης και βραχυκυκλώματος.





Σήμερα θα ελέγξουμε αυτό το κασκόλ με μεγάλη λεπτομέρεια και θα καταλάβουμε αν οι παράμετροι που υποσχέθηκε ο κατασκευαστής ανταποκρίνονται στις πραγματικές, καθώς και θα κανονίσουμε άλλες δοκιμές και έχουμε οδηγήσει.
Οι παράμετροι του πίνακα φαίνονται παρακάτω




Και αυτά είναι τα σχήματα, το πάνω με προστασία, το κάτω - χωρίς




Στο μικροσκόπιο γίνεται αντιληπτό ότι η πλακέτα είναι πολύ καλής ποιότητας. Υαλοβάμβακα διπλής όψης, χωρίς "σοπόλες", υπάρχει μεταξοτυπία, όλες οι είσοδοι και οι έξοδοι έχουν σήμανση, δεν είναι ρεαλιστικό να ανακατεύετε τη σύνδεση, αν είστε προσεκτικοί.




Το μικροκύκλωμα μπορεί να παρέχει μέγιστο ρεύμα φόρτισης στην περιοχή 1 Ampere, αυτό το ρεύμα μπορεί να αλλάξει επιλέγοντας την αντίσταση Rx (επισημαίνεται με κόκκινο χρώμα).




Και αυτή είναι η πλάκα ρεύματος εξόδου ανάλογα με την αντίσταση της προκαθορισμένης αντίστασης.



Το μικροκύκλωμα ρυθμίζει την τελική τάση φόρτισης (περίπου 4,2 Volt) και περιορίζει το ρεύμα φόρτισης. Υπάρχουν δύο LED στην πλακέτα, κόκκινο και μπλε (τα χρώματα μπορεί να είναι διαφορετικά) Η πρώτη είναι αναμμένη κατά τη φόρτιση και η δεύτερη όταν η μπαταρία είναι πλήρως φορτισμένη.




Υπάρχει υποδοχή Micro USB που τροφοδοτεί 5 βολτ.




Πρώτη δοκιμή.
Ας ελέγξουμε την τάση εξόδου στην οποία θα φορτιστεί η μπαταρία, θα πρέπει να είναι από 4,1 έως 4,2 V





Σωστά, κανένα παράπονο.

Δεύτερη δοκιμή
Ας ελέγξουμε το ρεύμα εξόδου, σε αυτές τις πλακέτες το μέγιστο ρεύμα έχει οριστεί από προεπιλογή, το οποίο είναι περίπου 1Α.
Θα φορτώσουμε την έξοδο της πλακέτας μέχρι να ενεργοποιηθεί η προστασία, προσομοιώνοντας έτσι μια μεγάλη κατανάλωση εισόδου ή μια αποφορτισμένη μπαταρία.




Το μέγιστο ρεύμα είναι κοντά στο δηλωμένο, ας προχωρήσουμε.

Δοκιμή 3
Στη θέση της μπαταρίας, συνδέεται ένα εργαστηριακό τροφοδοτικό στο οποίο η τάση είναι προρυθμισμένη στην περιοχή των 4 βολτ. Μειώνουμε την τάση μέχρι η προστασία να αποσυνδέσει την μπαταρία, το πολύμετρο εμφανίζει την τάση εξόδου.





Όπως μπορείτε να δείτε, στα 2,4-2,5 βολτ, η τάση εξόδου εξαφανίστηκε, δηλαδή η προστασία λειτουργεί. Αλλά αυτή η τάση είναι κάτω από την κρίσιμη, νομίζω ότι τα 2,8 Volt θα ήταν το μέγιστο, γενικά δεν σας συμβουλεύω να αποφορτίσετε την μπαταρία σε τέτοιο βαθμό ώστε να λειτουργεί η προστασία.

Δοκιμή 4
Έλεγχος του ρεύματος προστασίας.
Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιήθηκε ηλεκτρονικό φορτίο, αυξάνουμε σταδιακά το ρεύμα.




Η προστασία λειτουργεί σε ρεύματα περίπου 3,5 Amperes (ορατή στο βίντεο)

Από τις ελλείψεις, σημειώνω μόνο ότι το μικροκύκλωμα θερμαίνεται αδιάντροπα και ακόμη και μια πλακέτα έντασης θερμότητας δεν εξοικονομεί, παρεμπιπτόντως - το ίδιο το μικροκύκλωμα έχει ένα υπόστρωμα για αποτελεσματική μεταφορά θερμότητας και αυτό το υπόστρωμα συγκολλάται στην πλακέτα, η τελευταία παίζει το ρόλο της ψύκτρας.





Νομίζω ότι δεν υπάρχει τίποτα να προσθέσω, όλοι είδαν τέλεια, η πλακέτα είναι μια εξαιρετική επιλογή προϋπολογισμού όταν πρόκειται για έναν ελεγκτή φόρτισης για ένα στοιχείο μιας μικρής μπαταρίας Li-Ion.
Νομίζω ότι αυτή είναι μια από τις πιο επιτυχημένες εξελίξεις των Κινέζων μηχανικών, η οποία είναι διαθέσιμη σε όλους λόγω της αμελητέας τιμής.
Ευτυχισμένος να μείνεις!

Αυτή η συσκευή έχει ήδη περιγραφεί εν συντομία νωρίτερα, θα προσπαθήσω να τη γράψω με περισσότερες λεπτομέρειες και να την εφαρμόσω στην πράξη.

Στάλθηκε καλά τυλιγμένο με μεμβράνη με φούσκα


Οι πίνακες δεν έχουν ακόμη χωριστεί, αλλά χωρίζονται καλά



Διαστάσεις σανίδας 27x17x4mm
Σύνδεση στη φόρτιση μέσω τυπικής υποδοχής microUSB ή μέσω διπλών επαφών + και -
Η μπαταρία είναι συνδεδεμένη με τις ακίδες B + και B-
Το φορτίο συνδέεται με τις ακίδες OUT + και OUT-



Όλα τα τσιπ είναι γνωστά και δοκιμασμένα

Πραγματικό διάγραμμα συσκευής


Δεν υπάρχει περιοριστική αντίσταση στην είσοδο TP4056 - προφανώς το καλώδιο σύνδεσης εκτελεί αυτή τη λειτουργία.
Το πραγματικό ρεύμα φόρτισης είναι 0,93A.
Η φόρτιση απενεργοποιείται όταν η τάση της μπαταρίας είναι 4,19 V
Η κατανάλωση ρεύματος από την μπαταρία είναι μόνο 3 μA, που είναι πολύ μικρότερη από την αυτοεκφόρτιση οποιασδήποτε μπαταρίας.
Περιγραφή ορισμένων στοιχείων
TP4056 - Τσιπ ελεγκτή φόρτισης λιθίου 1A

Περιγράφεται αναλυτικά εδώ

DW01A - τσιπ προστασίας λιθίου

FS8205A - ηλεκτρονικό κλειδί 25mOhm 4A

R3 (1,2 kOhm) - ρύθμιση του ρεύματος φόρτισης της μπαταρίας

Αλλάζοντας την τιμή του, μπορείτε να μειώσετε το ρεύμα φόρτισης.


Φίλτρο τροφοδοσίας R5 C2 - DW01A. Επίσης παρακολουθεί την τάση στην μπαταρία.
R6 - απαιτείται για προστασία από την αντιστροφή πολικότητας της φόρτισης. Μετρά επίσης την πτώση τάσης στα πλήκτρα για κανονική λειτουργία προστασίας.
Κόκκινο LED - ένδειξη της διαδικασίας φόρτισης της μπαταρίας
Μπλε LED - ένδειξη λήξης της φόρτισης της μπαταρίας

Η πλακέτα αντέχει την αντιστροφή της πολικότητας της μπαταρίας μόνο για σύντομο χρονικό διάστημα - το κλειδί FS8205A υπερθερμαίνεται γρήγορα. Από μόνα τους, τα FS8205A και DW01A δεν φοβούνται την αντιστροφή της πολικότητας της μπαταρίας λόγω της παρουσίας αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος, αλλά λόγω της σύνδεσης TP4056, το ρεύμα αντιστροφής πολικότητας αρχίζει να ρέει μέσα από αυτό.

Όταν η τάση της μπαταρίας είναι 4,0 V, η μετρούμενη αντίσταση του κλειδιού είναι 0,052 Ohm
Όταν η τάση της μπαταρίας είναι 3,0 V, η μετρούμενη αντίσταση του κλειδιού είναι 0,055 Ohm

Προστασία από υπερένταση - δύο σταδίων και διακοπή εάν:
- Το ρεύμα φορτίου υπερβαίνει τα 27A για 3μs
- Το ρεύμα φορτίου υπερβαίνει τα 3A για 10ms
Οι πληροφορίες υπολογίζονται σύμφωνα με τους τύπους από τις προδιαγραφές, δεν μπορείτε πραγματικά να τις ελέγξετε.
Το μακροπρόθεσμο μέγιστο ρεύμα ανάκρουσης αποδείχθηκε περίπου 2,5A, ενώ το κλειδί θερμαίνεται αισθητά, επειδή χάνει 0,32W.

Η προστασία υπερεκφόρτισης μπαταρίας λειτουργεί σε τάση 2,39 V - δεν θα είναι αρκετή, δεν μπορεί κάθε μπαταρία να αποφορτιστεί με ασφάλεια σε τόσο χαμηλή τάση.

Προσπάθησα να προσαρμόσω αυτό το κασκόλ σε ένα παλιό μικρό απλό παιδικό τηλεκατευθυνόμενο αυτοκίνητο, μαζί με παλιές μπαταρίες 18500 από φορητό υπολογιστή σε διάταξη 1S2P

Το μηχάνημα τροφοδοτείτο από 3 μπαταρίες ΑΑ. Οι μπαταρίες 18500 είναι πολύ πιο χοντρές από αυτές, το κάλυμμα της θήκης των μπαταριών έπρεπε να αφαιρεθεί, τα χωρίσματα τσίμπησαν και οι μπαταρίες κολλήθηκαν. Σε πάχος, βγήκαν στο ίδιο επίπεδο με τον πάτο.


Κόλλησε το μαντήλι στην οροφή με στεγανωτικό, έκανε μια εγκοπή κάτω από τον σύνδεσμο.




Οι μπαταρίες μπορούν πλέον να φορτιστούν έτσι


Η κόκκινη ένδειξη φόρτισης εμφανίζεται μέσα από την κόκκινη οροφή.


Η μπλε ένδειξη του τέλους φόρτισης μέσω της οροφής είναι σχεδόν αόρατη - είναι ορατή μόνο από την πλευρά του συνδετήρα σύνδεσης.


Το αυτοκίνητο μοιάζει με φιάλες υγραερίου από κάτω :)


Το αυτοκίνητο κινείται σε αυτούς τους κυλίνδρους για περίπου 25 λεπτά. Όχι πάρα πολύ, αλλά ω καλά, αρκετά για να παίξει αρκετά. Το μηχάνημα φορτίζεται για περίπου μία ώρα.

Συμπέρασμα: μια μικρή και πολύ χρήσιμη συσκευή για δημιουργικότητα - μπορείτε να την πάρετε. Θα παραγγείλω κι άλλα.

Σκοπεύω να αγοράσω +226 Προσθήκη στα αγαπημένα Μου άρεσε η κριτική +103 +259

Και πάλι, μια συσκευή για DIY.
Η μονάδα επιτρέπει τη φόρτιση μπαταριών Li-Ion (τόσο με προστασία όσο και χωρίς προστασία) από τη θύρα USB χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο miniUSB.

Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος - υαλοβάμβακα διπλής όψης με επιμετάλλωση, προσεγμένη τοποθέτηση.




Συναρμολογημένη φόρτιση με βάση έναν εξειδικευμένο ελεγκτή φόρτισης TP4056.
Πραγματικό σχέδιο.


Από την πλευρά της μπαταρίας, η συσκευή δεν καταναλώνει τίποτα και μπορεί να παραμείνει μόνιμα συνδεδεμένη με την μπαταρία. Προστασία εξόδου από βραχυκύκλωμα - ναι (με περιορισμό ρεύματος 110 mA). Δεν υπάρχει προστασία αντίστροφης πολικότητας μπαταρίας.
Το τροφοδοτικό miniUSB αντιγράφεται με δεκάρες στην πλακέτα.




Η συσκευή λειτουργεί ως εξής:
Όταν το ρεύμα είναι συνδεδεμένο χωρίς μπαταρία, το κόκκινο LED ανάβει και το μπλε αναβοσβήνει περιοδικά.
Όταν συνδεθεί μια αποφορτισμένη μπαταρία, το κόκκινο LED σβήνει και το μπλε LED ανάβει - η διαδικασία φόρτισης ξεκινά. Εφόσον η τάση της μπαταρίας είναι μικρότερη από 2,9 V, το ρεύμα φόρτισης περιορίζεται στα 90-100 mA. Καθώς η τάση ανεβαίνει πάνω από 2,9 V, το ρεύμα φόρτισης αυξάνεται απότομα στα 800 mA με μια περαιτέρω σταδιακή αύξηση στα ονομαστικά 1000 mA.
Όταν η τάση φτάσει τα 4,1 V, το ρεύμα φόρτισης αρχίζει να μειώνεται ομαλά, στη συνέχεια η τάση σταθεροποιείται στα 4,2 V και αφού το ρεύμα φόρτισης μειωθεί στα 105 mA, τα LED αρχίζουν να αλλάζουν περιοδικά, υποδεικνύοντας το τέλος της φόρτισης, ενώ η φόρτιση συνεχίζεται με εναλλαγή στο μπλε LED... Η εναλλαγή πραγματοποιείται σύμφωνα με την υστέρηση της παρακολούθησης της τάσης της μπαταρίας.
Το ονομαστικό ρεύμα φόρτισης ρυθμίζεται από μια αντίσταση 1,2 kΩ. Εάν είναι απαραίτητο, το ρεύμα μπορεί να μειωθεί αυξάνοντας την τιμή της αντίστασης σύμφωνα με τις προδιαγραφές του ελεγκτή.
R (kOhm) - I (mA)
10 - 130
5 - 250
4 - 300
3 - 400
2 - 580
1.66 - 690
1.5 - 780
1.33 - 900
1.2 - 1000

Η τελική τάση φόρτισης είναι κωδικοποιημένη στα 4,2 V - δηλ. δεν θα φορτιστεί κάθε μπαταρία 100%.
Προδιαγραφές ελεγκτή.

Συμπέρασμα: η συσκευή είναι απλή και χρήσιμη για μια συγκεκριμένη εργασία.

Σκοπεύω να αγοράσω +167 Προσθήκη στα αγαπημένα Μου άρεσε η κριτική +96 +202

Δεν είναι μυστικό ότι στις μπαταρίες Li-ion δεν αρέσει η βαθιά εκφόρτιση. Από αυτό, μαραίνονται και μαραίνονται, και επίσης αυξάνουν την εσωτερική αντίσταση και χάνουν την ικανότητα. Ορισμένα δείγματα (αυτά με προστασία) μπορεί ακόμη και να πέσουν σε βαθιά αδρανοποίηση, από όπου είναι αρκετά προβληματικό να τα βγάλεις. Επομένως, όταν χρησιμοποιείτε μπαταρίες λιθίου, είναι απαραίτητο να περιορίσετε με κάποιο τρόπο τη μέγιστη εκφόρτισή τους.

Για αυτό, χρησιμοποιούνται ειδικά κυκλώματα που αποσυνδέουν την μπαταρία από το φορτίο την κατάλληλη στιγμή. Μερικές φορές αναφέρονται ως ελεγκτές εκκένωσης.

Επειδή ο ελεγκτής εκφόρτισης δεν ελέγχει το μέγεθος του ρεύματος εκφόρτισης· αυστηρά μιλώντας, δεν είναι κανένας ελεγκτής. Στην πραγματικότητα, αυτό είναι ένα καθιερωμένο, αλλά εσφαλμένο όνομα για συστήματα προστασίας από βαθιά εκκένωση.

Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, οι ενσωματωμένες μπαταρίες (πλακέτες PCB ή μονάδες PCM) δεν προορίζονται ούτε για να περιορίσουν το ρεύμα φόρτισης/εκφόρτισης ούτε να αποσυνδέσουν εγκαίρως το φορτίο κατά την πλήρη εκφόρτιση ή να καθορίσουν σωστά πότε τελειώνει η φόρτιση .

Πρώτα,οι προστατευτικές πλακέτες δεν είναι καταρχήν ικανές να περιορίσουν το ρεύμα φόρτισης ή εκφόρτισης. Αυτό πρέπει να γίνει από τη μνήμη. Το μέγιστο που μπορούν να κάνουν είναι να κόψουν την μπαταρία σε περίπτωση βραχυκυκλώματος στο φορτίο ή όταν υπερθερμανθεί.

Κατα δευτερον,Οι περισσότερες μονάδες προστασίας αποσυνδέουν την μπαταρία ιόντων λιθίου στα 2,5 volt ή λιγότερο. Και για τη συντριπτική πλειονότητα των μπαταριών, αυτή είναι μια πολύ ισχυρή εκφόρτιση, αυτό δεν πρέπει να επιτρέπεται καθόλου.

Τρίτον,Οι Κινέζοι φτιάχνουν αυτές τις μονάδες κατά εκατομμύρια… Πιστεύετε πραγματικά ότι χρησιμοποιούν εξαρτήματα ακριβείας υψηλής ποιότητας; Ή ότι κάποιος τα δοκιμάζει και τα προσαρμόζει πριν τα τοποθετήσει σε μπαταρίες; Φυσικά, αυτό δεν ισχύει. Στην παραγωγή κινεζικών σανίδων, τηρείται αυστηρά μόνο μία αρχή: όσο φθηνότερο, τόσο το καλύτερο. Επομένως, εάν η προστασία αποσυνδέει την μπαταρία από τον φορτιστή ακριβώς στα 4,2 ± 0,05 V, τότε αυτό είναι πιο πιθανό να είναι τυχαίο παρά κανονικό.

Είναι καλό αν έχετε μια μονάδα PCB που θα λειτουργεί λίγο νωρίτερα (για παράδειγμα, στα 4,1 V). Τότε η μπαταρία απλά δεν θα πάρει περίπου το δέκα τοις εκατό της χωρητικότητάς της και αυτό είναι όλο. Είναι πολύ χειρότερο εάν η μπαταρία επαναφορτίζεται συνεχώς, για παράδειγμα, στα 4,3 V. Στη συνέχεια, η διάρκεια ζωής μειώνεται και η χωρητικότητα πέφτει και, γενικά, μπορεί να διογκωθεί.

Οι προστατευτικές πλακέτες που είναι ενσωματωμένες στις μπαταρίες ιόντων λιθίου ΔΕΝ μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως περιοριστές εκφόρτισης! Και ως περιοριστές φόρτισης - επίσης. Αυτές οι πλακέτες προορίζονται μόνο για απενεργοποίηση έκτακτης ανάγκης της μπαταρίας σε περίπτωση μη φυσιολογικών καταστάσεων.

Επομένως, χρειάζονται ξεχωριστά κυκλώματα για τον περιορισμό της φόρτισης ή/και την προστασία από πολύ βαθιά εκφόρτιση.

Συζητήσαμε για απλούς φορτιστές σε διακριτά εξαρτήματα και ASIC. Και σήμερα θα μιλήσουμε για τις λύσεις που υπάρχουν σήμερα που επιτρέπουν την προστασία της μπαταρίας λιθίου από υπερβολική εκφόρτιση.

Αρχικά, προτείνω ένα απλό και αξιόπιστο κύκλωμα προστασίας από υπερεκφόρτιση ιόντων λιθίου, που αποτελείται από μόνο 6 στοιχεία.

Οι ονομασίες που υποδεικνύονται στο διάγραμμα θα οδηγήσουν στην αποσύνδεση των μπαταριών από το φορτίο όταν η τάση πέσει στα ~ 10 Volt (έκανα προστασία για 3 συνδεδεμένες σε σειρά μπαταρίες 18650 στον ανιχνευτή μετάλλων μου). Μπορείτε να ορίσετε το δικό σας κατώφλι ταξιδιού επιλέγοντας αντίσταση R3.

Παρεμπιπτόντως, η πλήρης τάση εκφόρτισης της μπαταρίας Li-ion είναι 3,0 V και τίποτα λιγότερο.

Ένας εργάτης πεδίου (όπως στο κύκλωμα ή κάτι παρόμοιο) μπορεί να αποκλειστεί από μια παλιά μητρική πλακέτα από έναν υπολογιστή, συνήθως υπάρχουν πολλά από αυτά ταυτόχρονα. Το TL-ku, παρεμπιπτόντως, μπορεί επίσης να ληφθεί από το ίδιο μέρος.

Ο πυκνωτής C1 χρειάζεται για την αρχική εκκίνηση του κυκλώματος όταν ο διακόπτης είναι ενεργοποιημένος (τραβάει για λίγο την πύλη του T1 στο μείον, που ανοίγει το τρανζίστορ και τροφοδοτεί τον διαιρέτη τάσης R3, R2). Επιπλέον, μετά τη φόρτιση του C1, η τάση που απαιτείται για την ενεργοποίηση του τρανζίστορ διατηρείται από το μικροκύκλωμα TL431.

Προσοχή! Το τρανζίστορ IRF4905 που υποδεικνύεται στο διάγραμμα προστατεύει τέλεια τρεις μπαταρίες ιόντων λιθίου συνδεδεμένες σε σειρά, αλλά δεν θα είναι καθόλου κατάλληλο για την προστασία μιας τράπεζας με τάση 3,7 Volt. Λέγεται για το πώς να προσδιορίσετε εάν ένα τρανζίστορ φαινομένου πεδίου είναι κατάλληλο ή όχι.

Το μειονέκτημα αυτού του κυκλώματος: σε περίπτωση βραχυκυκλώματος στο φορτίο (ή υπερβολικής κατανάλωσης ρεύματος), το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου δεν θα κλείσει αμέσως. Ο χρόνος αντίδρασης θα εξαρτηθεί από την χωρητικότητα του πυκνωτή C1. Και είναι πολύ πιθανό σε αυτό το διάστημα κάτι να έχει χρόνο να καεί σωστά. Ένα κύκλωμα που ανταποκρίνεται άμεσα σε βραχυκύκλωμα σε ένα φορτίο παρουσιάζεται παρακάτω:

Ο διακόπτης SA1 είναι απαραίτητος για την "επανεκκίνηση" του κυκλώματος μετά την ενεργοποίηση της προστασίας. Εάν η συσκευή σας έχει σχεδιαστεί για να αφαιρεί την μπαταρία για να τη φορτίσει (σε ​​ξεχωριστό φορτιστή), τότε αυτός ο διακόπτης δεν χρειάζεται.

Η αντίσταση της αντίστασης R1 πρέπει να είναι τέτοια ώστε ο σταθεροποιητής TL431 να τίθεται σε λειτουργία στην ελάχιστη τάση μπαταρίας - επιλέγεται έτσι ώστε το ρεύμα ανόδου-καθόδου να μην είναι μικρότερο από 0,4 mA. Αυτό προκαλεί ένα άλλο μειονέκτημα αυτού του κυκλώματος - μετά την ενεργοποίηση της προστασίας, το κύκλωμα συνεχίζει να καταναλώνει ενέργεια από την μπαταρία. Το ρεύμα, αν και μικρό, είναι αρκετό για να αδειάσει εντελώς μια μικρή μπαταρία σε μερικούς μήνες.

Το ακόλουθο σχήμα για τον οικιακό έλεγχο της εκφόρτισης των μπαταριών λιθίου στερείται αυτό το μειονέκτημα. Όταν ενεργοποιείται η προστασία, το ρεύμα που καταναλώνεται από τη συσκευή είναι τόσο μικρό που ο ελεγκτής μου δεν το εντοπίζει καν.

Παρακάτω είναι μια πιο σύγχρονη έκδοση του περιοριστή εκφόρτισης μπαταρίας λιθίου χρησιμοποιώντας τον σταθεροποιητή TL431. Αυτό, πρώτον, σας επιτρέπει να ρυθμίσετε εύκολα και απλά το επιθυμητό όριο απόκρισης και, δεύτερον, το κύκλωμα έχει υψηλή σταθερότητα θερμοκρασίας και ακρίβεια διακοπής λειτουργίας. Παλαμάκια και τέλος!

Το να πάρεις TL-ku σήμερα δεν είναι καθόλου πρόβλημα, πωλούνται με 5 καπίκια ανά δέσμη. Δεν χρειάζεται να εγκαταστήσετε την αντίσταση R1 (σε ορισμένες περιπτώσεις είναι ακόμη και επιβλαβής). Το τρίμερ R6, το οποίο ρυθμίζει την τάση λειτουργίας, μπορεί να αντικατασταθεί με μια αλυσίδα σταθερών αντιστάσεων με επιλεγμένες αντιστάσεις.

Για έξοδο από τη λειτουργία μπλοκαρίσματος, πρέπει να φορτίσετε την μπαταρία πάνω από το όριο λειτουργίας προστασίας και, στη συνέχεια, πατήστε το κουμπί S1 "Επαναφορά".

Η ταλαιπωρία όλων των παραπάνω σχημάτων είναι ότι για να ξαναρχίσει η λειτουργία των σχημάτων αφού μπει σε προστασία, απαιτείται παρέμβαση του χειριστή (ενεργοποιήστε / απενεργοποιήστε το SA1 ή πατήστε το κουμπί). Αυτό είναι ένα τίμημα για την απλότητα και τη χαμηλή κατανάλωση ενέργειας στη λειτουργία μπλοκαρίσματος.

Το απλούστερο κύκλωμα προστασίας από υπερεκφόρτιση ιόντων λιθίου, χωρίς όλα τα μειονεκτήματα (καλά, σχεδόν όλα) φαίνεται παρακάτω:

Η αρχή λειτουργίας αυτού του κυκλώματος είναι πολύ παρόμοια με τα δύο πρώτα (στην αρχή του άρθρου), αλλά δεν υπάρχει μικροκύκλωμα TL431 εδώ και επομένως η κατανάλωση ρεύματος μπορεί να μειωθεί σε πολύ μικρές τιμές - περίπου δέκα μικροαμπέρ. Δεν χρειάζεται επίσης κουμπί διακόπτη ή επαναφορά, το κύκλωμα θα συνδέσει αυτόματα την μπαταρία στο φορτίο μόλις η τάση σε αυτήν υπερβεί μια προκαθορισμένη τιμή κατωφλίου.

Ο πυκνωτής C1 καταστέλλει τους ψευδείς συναγερμούς όταν λειτουργεί με παλμικό φορτίο. Οποιεσδήποτε δίοδοι χαμηλής ισχύος είναι κατάλληλες, είναι τα χαρακτηριστικά και ο αριθμός τους που καθορίζουν την τάση λειτουργίας του κυκλώματος (θα πρέπει να το σηκώσετε τοπικά).

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοδήποτε κατάλληλο τρανζίστορ εφέ πεδίου n καναλιών. Το κύριο πράγμα είναι ότι μπορεί να αντέξει το ρεύμα φορτίου χωρίς καταπόνηση και να μπορεί να ανοίξει σε χαμηλή τάση πύλης-πηγής. Για παράδειγμα, P60N03LDG, IRLML6401 ή παρόμοια (βλ.).

Το παραπάνω κύκλωμα είναι καλό για όλους, αλλά υπάρχει μια δυσάρεστη στιγμή - το ομαλό κλείσιμο του τρανζίστορ φαινομένου πεδίου. Αυτό οφείλεται στην επιπεδότητα του αρχικού τμήματος του χαρακτηριστικού ρεύματος-τάσης των διόδων.

Αυτό το μειονέκτημα μπορεί να εξαλειφθεί με τη βοήθεια μιας σύγχρονης βάσης στοιχείων, δηλαδή, με τη βοήθεια ανιχνευτών τάσης μικροτροφοδοσίας (οθόνες ισχύος με εξαιρετικά χαμηλή κατανάλωση ενέργειας). Ένα άλλο σχέδιο για την προστασία του λιθίου από βαθιά εκκένωση παρουσιάζεται παρακάτω:

Τα μικροκυκλώματα MCP100 είναι διαθέσιμα τόσο σε πακέτο DIP όσο και σε επίπεδο σχέδιο. Για τις ανάγκες μας, είναι κατάλληλη μια έκδοση 3 volt - MCP100T-300i / TT. Η τυπική κατανάλωση ρεύματος στη λειτουργία μπλοκαρίσματος είναι 45 μA. Το κόστος της μικρής χονδρικής είναι περίπου 16 ρούβλια / τεμάχιο.

Ακόμα καλύτερα, αντί για το MCP100, χρησιμοποιήστε την οθόνη BD4730, γιατί έχει άμεση έξοδο και, επομένως, θα χρειαστεί να αποκλειστεί το τρανζίστορ Q1 από το κύκλωμα (η έξοδος του μικροκυκλώματος συνδέεται απευθείας στην πύλη του Q2 και στην αντίσταση R2, ενώ το R2 θα πρέπει να αυξηθεί στα 47 kOhm).

Το κύκλωμα χρησιμοποιεί ένα micro-ohm p-channel MOSFET IRF7210, το οποίο αλλάζει ρεύματα 10-12 A χωρίς κανένα πρόβλημα. Το Polevik ανοίγει πλήρως ήδη σε τάση πύλης περίπου 1,5 V, σε ανοιχτή κατάσταση έχει αμελητέα αντίσταση (μικρότερη από 0,01 Ohm)! Με λίγα λόγια, ένα πολύ δροσερό τρανζίστορ. Και, το πιο σημαντικό, όχι πολύ ακριβό.

Κατά τη γνώμη μου, το τελευταίο σχήμα είναι το πιο κοντινό στο ιδανικό. Αν είχα απεριόριστη πρόσβαση σε εξαρτήματα ραδιοφώνου, θα το επέλεγα.

Μια μικρή αλλαγή στο κύκλωμα σάς επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα τρανζίστορ καναλιού Ν (τότε περιλαμβάνεται στο κύκλωμα αρνητικού φορτίου):

Οι οθόνες ισχύος BD47xx (επόπτες, ανιχνευτές) είναι μια ολόκληρη σειρά μικροκυκλωμάτων με τάσεις ενεργοποίησης από 1,9 έως 4,6 V σε βήματα 100 mV, ώστε να μπορείτε πάντα να ανταποκρίνεστε στις ανάγκες σας.

Μικρή παρέκκλιση

Οποιοδήποτε από τα παραπάνω κυκλώματα μπορεί να συνδεθεί σε μια μπαταρία πολλαπλών μπαταριών (μετά από κάποιες μικροαλλαγές, φυσικά). Ωστόσο, εάν οι τράπεζες έχουν διαφορετικές χωρητικότητες, τότε η πιο αδύναμη από τις μπαταρίες θα εκφορτίζεται συνεχώς σε βαθιά εκφόρτιση πολύ πριν λειτουργήσει το κύκλωμα. Επομένως, σε τέτοιες περιπτώσεις συνιστάται πάντα η χρήση μπαταριών όχι μόνο της ίδιας χωρητικότητας, αλλά κατά προτίμηση από την ίδια παρτίδα.

Και παρόλο που στον ανιχνευτή μετάλλων μου αυτή η προστασία λειτουργεί άψογα εδώ και δύο χρόνια, θα ήταν πολύ πιο σωστό να παρακολουθώ προσωπικά την τάση σε κάθε μπαταρία.

Χρησιμοποιείτε πάντα τον προσωπικό σας ελεγκτή εκφόρτισης μπαταρίας Li-ion για κάθε στοιχείο. Τότε οποιαδήποτε από τις μπαταρίες σας θα διαρκέσει ευχάριστα για πάντα.

Πώς να επιλέξετε ένα κατάλληλο τρανζίστορ πεδίου

Σε όλα τα παραπάνω σχήματα για την προστασία των μπαταριών ιόντων λιθίου από βαθιά εκφόρτιση, χρησιμοποιούνται MOSFET που λειτουργούν σε λειτουργία κλειδιού. Τα ίδια τρανζίστορ χρησιμοποιούνται συνήθως για προστασία από υπερφόρτιση, προστασία από βραχυκύκλωμα και σε άλλες περιπτώσεις που απαιτείται έλεγχος φορτίου.

Φυσικά, για να λειτουργήσει το κύκλωμα όπως θα έπρεπε, το τρανζίστορ πεδίου πρέπει να πληροί ορισμένες απαιτήσεις. Πρώτα, θα καθορίσουμε αυτές τις απαιτήσεις και στη συνέχεια θα πάρουμε μερικά τρανζίστορ και σύμφωνα με τα φύλλα δεδομένων τους (σύμφωνα με τεχνικές προδιαγραφές) θα καθορίσουμε αν μας ταιριάζουν ή όχι.

Προσοχή! Δεν θα εξετάσουμε τα δυναμικά χαρακτηριστικά των FET, όπως η ταχύτητα μεταγωγής, η χωρητικότητα πύλης και το μέγιστο ρεύμα εκκένωσης παλμού. Αυτές οι παράμετροι γίνονται εξαιρετικά σημαντικές όταν το τρανζίστορ λειτουργεί σε υψηλές συχνότητες (μετατροπείς, γεννήτριες, διαμορφωτές PWM, κ.λπ.), αλλά η συζήτηση αυτού του θέματος ξεφεύγει από το πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου.

Άρα, πρέπει να αποφασίσουμε αμέσως για το κύκλωμα που θέλουμε να συναρμολογήσουμε. Εξ ου και η πρώτη απαίτηση για ένα τρανζίστορ πεδίου - θα έπρεπε να είναι κατάλληλος τύπος (είτε Ν- είτε Ρ-κανάλι). Αυτό είναι το πρώτο πράγμα.

Ας υποθέσουμε ότι το μέγιστο ρεύμα (ρεύμα φορτίου ή ρεύμα φόρτισης - δεν έχει σημασία) δεν θα υπερβαίνει τα 3Α. Ως εκ τούτου, η δεύτερη απαίτηση ακολουθεί - ο εργάτης πεδίου πρέπει να αντέξει ένα τέτοιο ρεύμα για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Τρίτος. Ας υποθέσουμε ότι το κύκλωμά μας θα προστατεύει την μπαταρία 18650 από βαθιά εκφόρτιση (ένα κουτί). Επομένως, μπορούμε να προσδιορίσουμε αμέσως τις τάσεις λειτουργίας: από 3,0 έως 4,3 Volt. Που σημαίνει, μέγιστη επιτρεπόμενη τάση πηγής αποστράγγισης U dsθα πρέπει να είναι περισσότερο από 4,3 Volt.

Ωστόσο, η τελευταία δήλωση ισχύει μόνο στην περίπτωση χρήσης μόνο ενός στοιχείου μπαταρίας λιθίου (ή πολλών συνδεδεμένων παράλληλα). Εάν μια μπαταρία πολλών μπαταριών συνδεδεμένων σε σειρά θα χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία του φορτίου σας, τότε η μέγιστη τάση πηγής αποστράγγισης του τρανζίστορ πρέπει να υπερβαίνει τη συνολική τάση ολόκληρης της μπαταρίας.

Ακολουθεί μια εικόνα που δείχνει αυτό το σημείο:

Όπως φαίνεται από το διάγραμμα, για μια μπαταρία 3 μπαταριών 18650 συνδεδεμένων σε σειρά στα κυκλώματα προστασίας κάθε τράπεζας, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε εργάτες πεδίου με τάση πηγής αποστράγγισης U ds> 12,6 V (στην πράξη, χρειάζεστε να το πάρουμε με κάποιο περιθώριο, για παράδειγμα, 10%).

Ταυτόχρονα, αυτό σημαίνει ότι το τρανζίστορ φαινομένου πεδίου θα πρέπει να μπορεί να ανοίγει πλήρως (ή τουλάχιστον αρκετά έντονα) ακόμη και όταν η τάση Ugs της πύλης είναι μικρότερη από 3 Volt. Στην πραγματικότητα, είναι καλύτερο να εστιάσετε σε χαμηλότερη τάση, για παράδειγμα, 2,5 Volt, έτσι ώστε με ένα περιθώριο.

Για μια πρόχειρη (αρχική) εκτίμηση, μπορείτε να δείτε στο φύλλο δεδομένων την ένδειξη "Τάση αποκοπής" ( Τάση κατωφλίου πύλης) είναι η τάση στην οποία το τρανζίστορ βρίσκεται στο κατώφλι ανοίγματος. Αυτή η τάση συνήθως μετριέται όταν το ρεύμα αποστράγγισης φτάσει τα 250 μA.

Είναι σαφές ότι είναι αδύνατο να λειτουργήσει το τρανζίστορ σε αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, επειδή Η αντίσταση εξόδου του είναι ακόμα πολύ υψηλή και απλώς θα καεί λόγω υπερβολικής ισχύος. Να γιατί η τάση διακοπής του τρανζίστορ πρέπει να είναι μικρότερη από την τάση λειτουργίας του κυκλώματος προστασίας... Και όσο μικρότερο είναι, τόσο το καλύτερο.

Στην πράξη, για την προστασία ενός στοιχείου μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου, θα πρέπει να επιλεγεί ένα τρανζίστορ πεδίου με τάση αποκοπής όχι μεγαλύτερη από 1,5 - 2 Volt.

Έτσι, οι κύριες απαιτήσεις για τρανζίστορ φαινομένου πεδίου είναι οι εξής:

  • τύπος τρανζίστορ (p- ή n-κανάλι).
  • μέγιστο επιτρεπόμενο ρεύμα αποστράγγισης.
  • η μέγιστη επιτρεπόμενη τάση πηγής αποστράγγισης U ds (θυμηθείτε πώς θα συνδεθούν οι μπαταρίες μας - σε σειρά ή παράλληλα).
  • χαμηλή σύνθετη αντίσταση εξόδου σε μια συγκεκριμένη τάση U gs πύλης (για να προστατεύσετε μια τράπεζα ιόντων λιθίου, θα πρέπει να εστιάσετε στα 2,5 Volt).
  • μέγιστη επιτρεπόμενη απαγωγή ισχύος.

Τώρα ας συνεχίσουμε συγκεκριμένα παραδείγματα... Για παράδειγμα, έχουμε στη διάθεσή μας τα τρανζίστορ IRF4905, IRL2505 και IRLMS2002. Ας τους ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά.

Παράδειγμα 1 - IRF4905

Ανοίγουμε το φύλλο δεδομένων και βλέπουμε ότι πρόκειται για τρανζίστορ καναλιού p. Αν αυτό μας ταιριάζει, κοιτάμε περαιτέρω.

Μέγιστο ρεύμα αποστράγγισης - 74A. Με αφθονία βέβαια, αλλά ταιριαστό.

Τάση πηγής αποστράγγισης - 55 V. Σύμφωνα με την κατάσταση του προβλήματος, έχουμε μόνο μία συστοιχία λιθίου, οπότε η τάση είναι ακόμη μεγαλύτερη από την απαιτούμενη.

Στη συνέχεια, μας ενδιαφέρει το ερώτημα ποια θα είναι η αντίσταση της πηγής αποστράγγισης όταν η τάση ανοίγματος στην πύλη είναι 2,5 V. Εξετάζουμε το φύλλο δεδομένων και δεν βλέπουμε αυτές τις πληροφορίες αμέσως. Αλλά βλέπουμε ότι η τάση αποκοπής U gs (th) βρίσκεται στην περιοχή των 2 ... 4 Volt. Δεν είμαστε απολύτως ικανοποιημένοι με αυτό.

Επομένως, η τελευταία απαίτηση δεν πληρούται απορρίπτουμε το τρανζίστορ.

Παράδειγμα 2 - IRL2505

Εδώ είναι το φύλλο δεδομένων του. Κοιτάμε και αμέσως βλέπουμε ότι πρόκειται για έναν πολύ ισχυρό χειριστή πεδίου N-καναλιών. Το ρεύμα αποστράγγισης είναι 104A, η τάση της πηγής αποστράγγισης είναι 55V. Μέχρι στιγμής όλα είναι καλά.

Ελέγχουμε την τάση V gs (th) - μέγιστο 2,0 V. Τέλεια!

Ας δούμε όμως τι αντίσταση θα έχει το τρανζίστορ σε τάση πύλης 2,5 βολτ. Βλέπουμε το γράφημα:

Αποδεικνύεται ότι με τάση πύλης 2,5 V και ρεύμα μέσω του τρανζίστορ 3Α, μια τάση 3 V θα πέσει σε αυτό. Σύμφωνα με το νόμο του Ohm, η αντίστασή του αυτή τη στιγμή θα είναι 3V / 3A = 1 Ohm.

Έτσι, με μια τάση στην τράπεζα της μπαταρίας περίπου 3 Volts, απλά δεν μπορεί να δώσει 3Α στο φορτίο, αφού για αυτό η συνολική αντίσταση φορτίου μαζί με την αντίσταση της πηγής αποστράγγισης του τρανζίστορ πρέπει να είναι 1 Ohm. Και έχουμε μόνο ένα τρανζίστορ που έχει ήδη αντίσταση 1 ohm.

Επιπλέον, με μια τέτοια εσωτερική αντίσταση και ένα δεδομένο ρεύμα, το τρανζίστορ θα παράγει ισχύ (3 A) 2 * 3 Ohm = 9 W. Επομένως, θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε ένα ψυγείο (η θήκη TO-220 χωρίς ψυγείο θα μπορεί να διαχέει κάπου 0,5 ... 1 W).

Ένα πρόσθετο καμπανάκι συναγερμού θα πρέπει να είναι το γεγονός ότι η ελάχιστη τάση πύλης για την οποία ο κατασκευαστής υπέδειξε την αντίσταση εξόδου του τρανζίστορ είναι 4V.

Αυτό, όπως ήταν, υποδηλώνει ότι δεν προβλεπόταν η λειτουργία του εργάτη πεδίου σε τάση U gs μικρότερη από 4 V.

Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα παραπάνω, απορρίπτουμε το τρανζίστορ.

Παράδειγμα 3 - IRLMS2002

Έτσι, βγάζουμε τον τρίτο υποψήφιο μας από το κουτί. Και αμέσως κοιτάμε τα χαρακτηριστικά απόδοσης του.

Κανάλι τύπου N, ας πούμε ότι όλα είναι εντάξει με αυτό.

Μέγιστο ρεύμα αποστράγγισης - 6,5 A. Κατάλληλο.

Μέγιστη επιτρεπόμενη τάση πηγής αποστράγγισης V dss = 20V. Πρόστιμο.

Τάση διακοπής - μέγ. 1,2 Volt. Ακόμα εντάξει.

Για να μάθουμε την αντίσταση εξόδου αυτού του τρανζίστορ, δεν χρειάζεται καν να δούμε τα γραφήματα (όπως κάναμε στην προηγούμενη περίπτωση) - η απαιτούμενη αντίσταση δίνεται αμέσως στον πίνακα μόνο για την τάση της πύλης μας.

Οι μπαταρίες λιθίου (Li-Io, Li-Po) είναι οι πιο δημοφιλείς αυτή τη στιγμήεπαναφορτιζόμενες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας. Η μπαταρία λιθίου έχει ονομαστική τάση 3,7 βολτ, η οποία αναγράφεται στη θήκη. Ωστόσο, μια 100% φορτισμένη μπαταρία έχει τάση 4,2 V και αποφορτισμένη "στο μηδέν" - 2,5 V, δεν έχει νόημα η εκφόρτιση της μπαταρίας κάτω από 3 V, πρώτον, επιδεινώνεται από αυτό και, δεύτερον, στην περιοχή από 3 έως 2,5 Μόνο ένα δύο τοις εκατό της ενέργειας μεταφέρεται στην μπαταρία. Έτσι, το εύρος της τάσης λειτουργίας θεωρείται ότι είναι 3 - 4,2 Volt. Μπορείτε να παρακολουθήσετε τις συμβουλές μου για τη χρήση και την αποθήκευση μπαταριών λιθίου σε αυτό το βίντεο.

Υπάρχουν δύο επιλογές για σύνδεση μπαταριών, σειριακή και παράλληλη.

Με μια σειριακή σύνδεση, η τάση σε όλες τις μπαταρίες αθροίζεται, όταν το φορτίο είναι συνδεδεμένο, ένα ρεύμα ίσο με το συνολικό ρεύμα στο κύκλωμα ρέει από κάθε μπαταρία, γενικά, η αντίσταση φορτίου καθορίζει το ρεύμα εκφόρτισης. Αυτό πρέπει να το θυμάστε από το σχολείο. Τώρα έρχεται το διασκεδαστικό κομμάτι, η χωρητικότητα. Η χωρητικότητα του συγκροτήματος με μια τέτοια σύνδεση είναι καλή ίση με τη χωρητικότητα της μπαταρίας με τη μικρότερη χωρητικότητα. Ας υποθέσουμε ότι όλες οι μπαταρίες είναι 100% φορτισμένες. Κοίτα, το ρεύμα εκφόρτισης είναι το ίδιο παντού, και η μπαταρία με τη μικρότερη χωρητικότητα θα αποφορτιστεί πρώτα, αυτό είναι τουλάχιστον λογικό. Και μόλις αποφορτιστεί, δεν θα είναι πλέον δυνατή η περαιτέρω φόρτωση αυτού του συγκροτήματος. Ναι, οι υπόλοιπες μπαταρίες είναι ακόμα φορτισμένες. Αλλά αν συνεχίσουμε να αφαιρούμε το ρεύμα, τότε η αδύναμη μπαταρία μας θα αρχίσει να υπερφορτίζεται και να αστοχεί. Δηλαδή, είναι σωστό να υποθέσουμε ότι η χωρητικότητα ενός συγκροτήματος που συνδέεται σε σειρά είναι ίση με τη χωρητικότητα της μικρότερης ή της πιο αποφορτισμένης μπαταρίας. Από εδώ συμπεραίνουμε: πρώτον, πρέπει να συλλέξετε μια σειριακή μπαταρία από μπαταρίες ίδιας χωρητικότητας και δεύτερον, πριν από τη συναρμολόγηση, πρέπει να φορτιστούν όλες με τον ίδιο τρόπο, με άλλα λόγια, 100%. Υπάρχει κάτι τέτοιο που ονομάζεται BMS (Battery Monitoring System), μπορεί να παρακολουθεί κάθε μπαταρία στην μπαταρία και μόλις αποφορτιστεί μία από αυτές, αποσυνδέει ολόκληρη την μπαταρία από το φορτίο, αυτό θα συζητηθεί παρακάτω. Τώρα όσον αφορά τη φόρτιση μιας τέτοιας μπαταρίας. Πρέπει να το φορτίσετε με τάση ίση με το άθροισμα των μέγιστων τάσεων σε όλες τις μπαταρίες. Για το λίθιο, αυτό είναι 4,2 βολτ. Δηλαδή, φορτίζουμε μια μπαταρία των τριών με τάση 12,6 V. Δείτε τι συμβαίνει αν οι μπαταρίες δεν είναι ίδιες. Η μπαταρία με τη μικρότερη χωρητικότητα θα φορτίζει γρηγορότερα. Αλλά τα υπόλοιπα δεν χρεώνονται ακόμη. Και η κακή μας μπαταρία θα τηγανιστεί και θα επαναφορτιστεί μέχρι να φορτιστεί η υπόλοιπη. Υπερεκφόρτιση, θυμίζω, το λίθιο επίσης δεν αρέσει πολύ και φθείρεται. Για να αποφευχθεί αυτό, υπενθυμίζουμε το προηγούμενο συμπέρασμα.

Ας περάσουμε στην παράλληλη σύνδεση. Η χωρητικότητα μιας τέτοιας μπαταρίας είναι ίση με το άθροισμα των χωρητικοτήτων όλων των μπαταριών που περιλαμβάνονται σε αυτήν. Το ρεύμα εκφόρτισης για κάθε στοιχείο είναι ίσο με το συνολικό ρεύμα φορτίου διαιρεμένο με τον αριθμό των κυψελών. Δηλαδή, όσο περισσότερο Akum σε μια τέτοια συναρμολόγηση, τόσο περισσότερο ρεύμα μπορεί να αποδώσει. Ένα ενδιαφέρον πράγμα συμβαίνει με την ένταση. Εάν συλλέξουμε μπαταρίες που έχουν διαφορετικές τάσεις, δηλαδή, χοντρικά, φορτισμένες σε διαφορετικά ποσοστά, τότε μετά τη σύνδεση θα αρχίσουν να ανταλλάσσουν ενέργεια έως ότου η τάση σε όλες τις κυψέλες γίνει η ίδια. Συμπεραίνουμε: πριν από τη συναρμολόγηση του Akum, πρέπει να φορτιστούν ξανά με τον ίδιο τρόπο, διαφορετικά, όταν συνδεθούν, θα ρέουν μεγάλα ρεύματα και το εκφορτισμένο Akum θα καταστραφεί και πιθανότατα μπορεί ακόμη και να πιάσει φωτιά. Κατά τη διαδικασία εκφόρτισης, οι μπαταρίες ανταλλάσσουν επίσης ενέργεια, δηλαδή εάν ένα από τα δοχεία έχει μικρότερη χωρητικότητα, τα υπόλοιπα δεν θα του επιτρέψουν να εκφορτιστεί γρηγορότερα από τα ίδια, δηλαδή, μπαταρίες με διαφορετική χωρητικότητα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε παράλληλη συναρμολόγηση . Η μόνη εξαίρεση είναι η εργασία σε υψηλά ρεύματα. Στο διαφορετικές μπαταρίεςυπό φορτίο, η τάση πέφτει με διαφορετικούς τρόπους και μεταξύ του "ισχυρού" και του "ασθενούς" Akum, το ρεύμα θα αρχίσει να τρέχει, αλλά δεν το χρειαζόμαστε καθόλου. Και το ίδιο ισχύει και για τη φόρτιση. Μπορείτε να φορτίσετε με απόλυτη ασφάλεια μπαταρίες διαφορετικής χωρητικότητας παράλληλα, δηλαδή, δεν χρειάζεται εξισορρόπηση, η διάταξη θα εξισορροπηθεί μόνη της.

Και στις δύο εξεταζόμενες περιπτώσεις, πρέπει να τηρούνται το ρεύμα φόρτισης και το ρεύμα εκφόρτισης. Το ρεύμα φόρτισης για το Li-Io δεν πρέπει να υπερβαίνει το μισό της χωρητικότητας της μπαταρίας σε αμπέρ (μπαταρία 1000 mah - φόρτιση 0,5 A, μπαταρία 2 Ah, φόρτιση 1 A). Το μέγιστο ρεύμα εκφόρτισης συνήθως υποδεικνύεται στο φύλλο δεδομένων (TTX) της μπαταρίας. Για παράδειγμα: ο φορητός υπολογιστής 18650s και οι μπαταρίες από smartphone δεν μπορούν να φορτωθούν με ρεύμα που υπερβαίνει τις 2 χωρητικότητες μπαταριών σε Amperes (παράδειγμα: Akum για 2500 mah, που σημαίνει ότι πρέπει να πάρετε το πολύ 2,5 * 2 = 5 Amperes από αυτό). Υπάρχουν όμως μπαταρίες υψηλού ρεύματος, όπου το ρεύμα εκφόρτισης υποδεικνύεται σαφώς στα χαρακτηριστικά.

Χαρακτηριστικά φόρτισης μπαταριών με κινέζικες μονάδες

Τυπική μονάδα φόρτισης και προστασίας που διατίθεται στο εμπόριο για 20 ρούβλιαγια μπαταρία λιθίου ( σύνδεσμος στο Aliexpress)
(τοποθετείται από τον πωλητή ως μονάδα για ένα κελί 18650) μπορεί και θα φορτίσει οποιαδήποτε μπαταρία λιθίου ανεξαρτήτως σχήματος, μεγέθους και χωρητικότηταςστη σωστή τάση των 4,2 βολτ (τάση μιας πλήρως φορτισμένης μπαταρίας, στους βολβούς των ματιών). Ακόμα κι αν πρόκειται για ένα τεράστιο πακέτο λιθίου 8000mah (μιλάμε φυσικά για μία κυψέλη 3,6-3,7v). Η μονάδα παρέχει ρεύμα φόρτισης 1 amp, αυτό σημαίνει ότι μπορούν να φορτίσουν με ασφάλεια οποιαδήποτε μπαταρία χωρητικότητας 2000mah και άνω (2Ah, που σημαίνει ότι το ρεύμα φόρτισης είναι το μισό της χωρητικότητας, 1A) και, κατά συνέπεια, ο χρόνος φόρτισης σε ώρες θα είναι ίσος με τη χωρητικότητα της μπαταρίας σε αμπέρ (μάλιστα, λίγο παραπάνω, μιάμιση με δύο ώρες για κάθε 1000mah). Παρεμπιπτόντως, η μπαταρία μπορεί να συνδεθεί στο φορτίο ήδη κατά τη φόρτιση.

Σπουδαίος!Εάν θέλετε να φορτίσετε μια μπαταρία με μικρότερη χωρητικότητα (για παράδειγμα, ένα παλιό κουτί 900mah ή μια μικροσκοπική τσάντα λιθίου 230mah), τότε το ρεύμα φόρτισης του 1Α είναι πολύ, θα πρέπει να μειωθεί. Αυτό γίνεται αντικαθιστώντας την αντίσταση R3 στη μονάδα σύμφωνα με τον συνημμένο πίνακα. Η αντίσταση είναι προαιρετική smd, η πιο κοινή θα κάνει. Επιτρέψτε μου να σας υπενθυμίσω ότι το ρεύμα φόρτισης θα πρέπει να είναι το μισό της χωρητικότητας της μπαταρίας (ή λιγότερο, δεν είναι κάτι σπουδαίο).

Αλλά αν ο πωλητής πει ότι αυτή η μονάδα είναι για ένα κουτί 18650, μπορεί να φορτίσει δύο κουτιά; Ή τρεις; Τι γίνεται αν χρειαστεί να συναρμολογήσετε ένα ευρύχωρο power bank από πολλές μπαταρίες;
ΜΠΟΡΩ! Όλες οι μπαταρίες λιθίου μπορούν να συνδεθούν παράλληλα (όλα τα θετικά με τα συν, όλα τα μείον στα πλην), ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΑ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ. Οι μπαταρίες που συγκολλούνται παράλληλα διατηρούν τάση λειτουργίας 4,2v και η χωρητικότητά τους προστίθεται. Ακόμα κι αν πάρεις το ένα κουτάκι στα 3400mah και το δεύτερο στα 900, θα πάρεις 4300. Οι μπαταρίες θα λειτουργούν στο σύνολό τους και θα αποφορτίζονται ανάλογα με τη χωρητικότητά τους.
Η τάση σε ένα ΠΑΡΑΛΛΗΛΟ συγκρότημα είναι ΠΑΝΤΑ ΙΔΙΑ ΣΕ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ! Και ούτε μία μπαταρία δεν μπορεί να εκφορτιστεί φυσικά σε ένα συγκρότημα νωρίτερα από άλλες, η αρχή της επικοινωνίας των δοχείων λειτουργεί εδώ. Όσοι υποστηρίζουν το αντίθετο και λένε ότι οι μπαταρίες με μικρότερη χωρητικότητα θα αποφορτιστούν πιο γρήγορα και θα πεθάνουν - το μπερδεύουν με τη ΔΙΑΔΟΧΙΚΗ συναρμολόγηση, τους φτύνουν στα μούτρα.
Σπουδαίος!Πριν από τη σύνδεση μεταξύ τους, όλες οι μπαταρίες πρέπει να έχουν περίπου την ίδια τάση, έτσι ώστε τη στιγμή της συγκόλλησης να μην ρέουν μεταξύ τους ρεύματα εξισορρόπησης, να μπορούν να είναι πολύ μεγάλα. Επομένως, είναι καλύτερο να φορτίζετε απλά κάθε μπαταρία ξεχωριστά πριν τη συναρμολόγηση. Φυσικά, ο χρόνος φόρτισης ολόκληρης της διάταξης θα αυξηθεί, αφού χρησιμοποιείτε την ίδια μονάδα 1Α. Μπορείτε όμως να παραλληλίσετε δύο μονάδες, λαμβάνοντας ρεύμα φόρτισης έως και 2Α (αν έχετε Φορτιστήςμπορεί να δώσει τόσα πολλά). Για να το κάνετε αυτό, συνδέστε με βραχυκυκλωτήρες όλους τους ανάλογους ακροδέκτες των μονάδων (εκτός από το Out- και το B +, αντιγράφονται στις πλακέτες από άλλες δεκάρες και θα συνδεθούν ούτως ή άλλως). Ή μπορείτε να αγοράσετε μια ενότητα ( σύνδεσμος στο Aliexpress), στα οποία τα μικροκυκλώματα είναι ήδη παράλληλα. Αυτή η μονάδα είναι ικανή να φορτίζει με ρεύμα 3 Amperes.

Συγγνώμη για το προφανές, αλλά ο κόσμος εξακολουθεί να είναι μπερδεμένος, οπότε πρέπει να συζητήσουμε τη διαφορά μεταξύ παράλληλου και σειριακού.
ΠΑΡΑΛΛΗΛΟη σύνδεση (όλα τα θετικά προς τα συν, όλα τα μείον στα πλην) διατηρεί την τάση της μπαταρίας στα 4,2 βολτ, αλλά αυξάνει τη χωρητικότητα προσθέτοντας όλες τις χωρητικότητες μαζί. Όλα τα power banks χρησιμοποιούν παράλληλη σύνδεση πολλών μπαταριών. Ένα τέτοιο συγκρότημα μπορεί ακόμα να φορτιστεί από USB και η τάση ανεβαίνει στην έξοδο 5v με έναν μετατροπέα ανόδου.
ΣΥΝΕΧΗΣη σύνδεση (κάθε συν με πλην της επόμενης μπαταρίας) δίνει πολλαπλή αύξηση της τάσης ενός φορτισμένου δοχείου 4,2v (2s - 8,4v, 3s - 12,6v κ.ο.κ.), αλλά η χωρητικότητα παραμένει ίδια. Εάν χρησιμοποιούνται τρεις μπαταρίες 2000mah, τότε η χωρητικότητα συναρμολόγησης είναι 2000mah.
Σπουδαίος!Πιστεύεται ότι για διαδοχική συναρμολόγηση είναι ιερό να χρησιμοποιούνται μόνο μπαταρίες ίδιας χωρητικότητας. Στην πραγματικότητα, αυτό δεν ισχύει. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικές, αλλά στη συνέχεια η χωρητικότητα της μπαταρίας θα καθοριστεί από τη ΧΑΜΗΛΟΤΕΡΗ χωρητικότητα στη διάταξη. Προσθέστε 3000 + 3000 + 800 - λαμβάνετε συναρμολόγηση 800 mah. Τότε οι ειδικοί αρχίζουν να λαλούν, ότι τότε η λιγότερο χωρητική μπαταρία θα αποφορτιστεί πιο γρήγορα και θα πεθάνει. Δεν πειράζει! Ο κύριος και αληθινά ιερός κανόνας είναι ότι για συνεπή συναρμολόγηση είναι πάντα και απολύτως απαραίτητο να χρησιμοποιείτε την πλακέτα προστασίας BMS για τον απαιτούμενο αριθμό κουτιών. Θα καθορίσει την τάση σε κάθε στοιχείο και θα απενεργοποιήσει ολόκληρο το συγκρότημα εάν εκκενωθεί πρώτα. Στην περίπτωση τράπεζας για 800, θα αποφορτιστεί, το BMS θα αποσυνδέσει το φορτίο από την μπαταρία, η εκφόρτιση θα σταματήσει και η υπολειπόμενη φόρτιση των 2200mah στις υπόλοιπες τράπεζες δεν θα έχει πλέον σημασία - πρέπει να φορτίσετε.

Η πλακέτα BMS, σε αντίθεση με τη μονάδα μονής φόρτισης, ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΦΟΡΤΙΣΤΗΣ για διαδοχική συναρμολόγηση. Για να φορτίσετε χρειάζεστε διαμορφωμένη πηγή της απαιτούμενης τάσης και ρεύματος... Ο Guyver έφτιαξε ένα βίντεο σχετικά με αυτό, οπότε μην χάνετε χρόνο, παρακολουθήστε το, εδώ είναι όσο το δυνατόν πιο αναλυτικά.

Μπορεί μια αλυσίδα μαργαρίτα να φορτιστεί συνδέοντας πολλαπλές μονάδες φόρτισης;
Μάλιστα, με κάποιες υποθέσεις, είναι εφικτό. Για ορισμένα σπιτικά προϊόντα, το σχέδιο έχει αποδειχθεί χρησιμοποιώντας μεμονωμένες μονάδες, επίσης συνδεδεμένες σε σειρά, αλλά ΚΑΘΕ μονάδα χρειάζεται τη δική της ΞΕΧΩΡΙΣΤΗ ΤΡΟΦΟΔΟΣΙΑ. Εάν φορτίζετε 3s - πάρτε τρεις φορτιστές τηλεφώνου και συνδέστε τον καθένα σε μία μονάδα. Όταν χρησιμοποιείτε μία πηγή - βραχυκύκλωμα ρεύματος, τίποτα δεν λειτουργεί. Ένα τέτοιο σύστημα λειτουργεί επίσης ως προστασία για το συγκρότημα (αλλά οι μονάδες έχουν τη δυνατότητα να αποδίδουν όχι περισσότερα από 3 αμπέρ) Ή, απλά φορτίστε τη διάταξη σε παρτίδες, συνδέοντας τη μονάδα σε κάθε μπαταρία μέχρι να φορτιστεί πλήρως.

Ένδειξη φόρτισης μπαταρίας

Είναι επίσης ένα επείγον πρόβλημα - τουλάχιστον να γνωρίζουμε περίπου πόσο τοις εκατό της φόρτισης παραμένει στην μπαταρία, ώστε να μην αποφορτιστεί την πιο κρίσιμη στιγμή.
Για παράλληλες συναρμολογήσεις στα 4,2 βολτ, η πιο προφανής λύση θα ήταν η άμεση αγορά μιας έτοιμης πλακέτας powerbank, η οποία έχει ήδη μια οθόνη που δείχνει το ποσοστό φόρτισης. Αυτά τα ποσοστά δεν είναι υπέρ-ακριβή, αλλά εξακολουθούν να βοηθούν. Η τιμή του τεύχους είναι περίπου 150-200 ρούβλια, όλα παρουσιάζονται στον ιστότοπο του Guyver. Ακόμα κι αν συλλέγετε όχι ένα powerbank, αλλά κάτι άλλο, αυτή η πλακέτα είναι αρκετά φθηνή και μικρή για να την τοποθετήσετε σε ένα σπιτικό προϊόν. Επιπλέον, έχει ήδη τη λειτουργία φόρτισης και προστασίας των μπαταριών.
Υπάρχουν έτοιμοι μικροσκοπικοί δείκτες για ένα ή περισσότερα κουτιά, 90-100r
Λοιπόν, η φθηνότερη και πιο δημοφιλής μέθοδος είναι να χρησιμοποιήσετε έναν μετατροπέα MT3608 (30 ρούβλια), συντονισμένο σε 5-5,1v. Στην πραγματικότητα, εάν φτιάξετε ένα power bank σε οποιονδήποτε μετατροπέα 5 volt, τότε δεν χρειάζεται καν να αγοράσετε τίποτα. Η αναθεώρηση συνίσταται στην εγκατάσταση ενός κόκκινου ή πράσινου LED (άλλα χρώματα θα λειτουργούν με διαφορετική τάση εξόδου, από 6V και άνω) μέσω μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος 200-500 ohm μεταξύ του θετικού ακροδέκτη εξόδου (αυτό θα είναι συν) και του είσοδος θετική (για το LED θα αποδειχθεί μείον). Δεν κάνετε λάθος, ανάμεσα σε δύο συν! Το γεγονός είναι ότι όταν ο μετατροπέας λειτουργεί, δημιουργείται μια διαφορά τάσης μεταξύ των συν, τα +4,2 και + 5v δίνουν το ένα στο άλλο μια τάση 0,8v. Όταν η μπαταρία αποφορτιστεί, η τάση της θα πέσει και η έξοδος από τον μετατροπέα είναι πάντα σταθερή, πράγμα που σημαίνει ότι η διαφορά θα αυξηθεί. Και όταν η τάση στην τράπεζα είναι 3,2-3,4v, η διαφορά θα φτάσει την απαιτούμενη τιμή για να ανάψει το LED - αρχίζει να δείχνει ότι είναι ώρα για φόρτιση.

Πώς να μετρήσετε τη χωρητικότητα των μπαταριών;

Έχουμε ήδη συνηθίσει την άποψη ότι το Aimax b6 χρειάζεται για μέτρηση, αλλά κοστίζει και είναι περιττό για τους περισσότερους ραδιοερασιτέχνες. Αλλά υπάρχει ένας τρόπος να μετρήσετε τη χωρητικότητα μιας μπαταρίας 1-2-3 κουτιών με επαρκή ακρίβεια και φθηνό - ένας απλός ελεγκτής USB.