Меню

Использовал контроллер с аккумулятором

Использовал контроллер с аккумулятором

SCD0011, Программируемый контроллер заряда аккумулятора

Smartmodule

Описание

Срок службы аккумулятора сильно зависит от правильности режима его заряда. Перезаряд аккумулятора не менее опасен, чем глубокий разряд. Программируемый контроллер заряда позволяет правильно и безопасно заряжать аккумуляторы. Пользователю предоставляется возможность самостоятельно установить режим заряда, исходя из требуемой задачи, типа аккумулятора, его напряжения, окружающей температуры и.т.д.

Возможные применения для контроллера заряда:
• в необслуживаемых системах для заряда аккумуляторов (рекомендуется совместное использование с SDC0009);
• для постоянного подзаряда аккумуляторов в процессе их хранения, например, свинцовых автомобильных аккумуляторов и т.д.;

Технические характеристики:
Диапазон рабочих напряжений 4..30В
Потребляемый ток, в режиме заряда 0,2А
Возможно использовать аккумуляторы и батареи аккумуляторов с напряжением 0,1..25,5В
Гистерезис (Hysteresis) 0..6,2В
Погрешность U_OFF и Hysteresis не более 1%
Ток заряда 0,1..0,3А
Защита от переполюсовки питания есть
Защита от переполюсовки аккумулятора есть

Модуль предназначен для заряда аккумуляторов небольшим током. При питании от сетевого трансформатора, рекомендуется установить конденсатор не менее 1000мкФ после диодного моста. Для заряда большим током, модуль имеет выход (контактную точку на плате в квадратной метке с цифрой 1). Логический ноль относительно минуса питания на этом контакте «заряд включен», логическая единица (+5В) — «заряд отключен». Этот сигнал возможно подать на какую-либо внешнюю ключевую схему, которая будет коммутировать заряд (см. рекомендуемую схему). В качестве ограничителя тока, в простом варианте, может использоваться автомобильная лампа, мощностью которой можно варьировать номинальный ток заряда.
Внимание! При расчете необслуживаемых систем, следует учитывать, что ток разряда аккумулятора потребителем не должен быть больше тока заряда аккумулятора. в противном случае аккумулятор переразрядится.

Программирование модуля осуществляется простой переустановкой джамперов.
Джамперами на плате устанавливается параметр U_OFF, задающий порог отключения заряда, в диапазоне от 0В до 25,5В с дискретностью 0,1В. Так же джамперами устанавливается смещение для включения заряда — «Hysteresis», задаваемый в диапазоне 0,0 до 6,2В, с дискретностью 0,2В.
Включениe заряда будет происходить при напряжении, вычисляемом по формуле: U_ON = U_OFF — Hysteresis

Данный контроллер может быть использован для аккумуляторов разных типов, для которых приемлем данный алгоритм заряда. Контроллер работает полностью в автоматическом режиме, т.е. включение и отключение заряда происходит автоматически, в зависимости от напряжения на аккумуляторе, т.е при достижении U_OFF (запрограммированного напряжения отключения заряда) автоматически происходит отключение заряда, а при снижении напряжения на аккумуляторе до запрограммированного U_ON, автоматически включается заряд. Заряжаемый аккумулятор при этом может быть подключен к нагрузке. Минимальное напряжение питания контроллера 4В, при меньшем напряжении заряд происходить не будет. Напряжение питания модуля должно быть на несколько вольт выше напряжения на заряженном аккумуляторе (оптимально, выше на 5В), иначе заряд будет происходить меньшим током.

Джампера могут быть перестановлены как до включения модуля, так и во время его работы, установленные джамперами параметры будут применены немедленно.
В секции «U_OFF» устанавливается напряжение отключения заряда. Секция имеет 8 джамепров, каждый из которых должен быть установлен в правое или левое положение .
В секции «Hysteresis» устанавливается напряжение смещения. Секция имеет 5 джамперов, каждый из которых должен быть установлен в правое или левое положение . Отсутствие установленного джампера/джамперов приведет к некорректной работе контроллера. В данном примере «Hysteresis» = 0,8+0,4 = 1,2В. таким образом U_ON = 11,4В — 1,2В = 10,2В. т.е. в данном примере отключение заряда будет происходить при достижении на аккумуляторе напряжения 11,4В, а включение заряда при снижении напряжения на аккумуляторе до 10,2В.
Включенный светодиод на плате контроллера означает, что в данный момент контроллер находится в режиме заряда.

Внимание! Контроллер имеет защиту от переполюсовки аккумулятора, но не смотря на это, неправильно подключенный аккумулятор будет РАЗРЯЖАТЬСЯ через схему контроллера! Что может вывести из строя аккумулятор, если неправильно включенный аккумулятор оставить на продолжительное время.

Источник



Колхоз в ремонтном деле. Часть 2. Питание. Аккумуляторы.

Предыдущий пост: https://pikabu.ru/story/kolkhoz_v_remontnom_dele_chast_1_pit.
Итак, продолжаем тему ремонта и создания электрических узлов при помощи «подручных» материалов. Существуют ещё некоторые интересные платы, которые могут найти место в арсенале любого ремонтника или радиолюбителя.
3. Аккумуляторы. Контроллер заряда. Система заряда.
Некоторые пункты можно пропустить, если вы их уже знаете.
3.1. Теория гальванических элементов:
Известно, что в качестве первых портативных источников тока использовались одноразовые гальванические батареи. В них используются реактивы для одноразового получения электрической энергии. Как только реактивы прореагировали до конца — весь элемент можно выбросить. Многие в детстве начинают изучение электротехники именно с таких батареек, присоединяя к ним лампочки, моторы и т.п. Однако, такая электроэнергия чрезвычайно дорога, а использованные элементы без правильной утилизации сильно загрязняют окружающую среду (в основном, в них содержится непрореагировавшая щелочь — хлорид аммония). Практический опыт показал, что в природе такие остатки щелочи постепенно убивают вокруг все живые организмы и разъедают кожу/растения. Поэтому оборот данных элементов стараются ограничивать, а их стоимость с каждым годом повышается.
3.2. Теория аккумуляторов:
Для исправления данной проблемы были придуманы аккумуляторы — при обратном протекании тока реактивы восстанавливаются до первоначального. Однако, в обращении с аккумуляторами есть ряд нюансов — они требуют особый контроль за зарядом и разрядом, и его нарушение приводит к повреждению аккумулятора, а иногда — к пожару и взрыву. В большинстве портативной электроники используется литий-ионный вид аккумуляторов. Их рабочее напряжение варьируется от 3.6 до 4.2 Вольт.
3.3. Контроллер заряда аккумулятора в заводской аппаратуре. Его функции.
Задача контроллера заряда, установленного в заводском электронном устройстве — плавно довести напряжение с ограничением по току, а затем, по окончании заряда, отключить ток на аккумуляторной батарее (далее — АКБ). Самые простые контроллеры заряда должны содержать следующие узлы:
Измеритель напряжения, или цифровой вольтметр — контролирует напряжение на батарее, и, соответственно ВАХ (Вольт-Амперной характеристике) определяет уровень заряда АКБ на текущий момент. Этот узел отправляет данные в процессор (и мы можем видеть уровень заряда батареи на текущий момент в графической оболочке), а также управляет работой остальных узлов контроллера заряда.
Логический блок КЗ (не путать с кз — коротким замыканием). Логический блок — набор элементов, микросхема, зачастую встроенная в сам КЗ. Эта микросхема содержит внутри маленький процессор и блок памяти (опционально). Процессор определяет режим работы ключа и управляет всеми операциями, производимыми с батареей. В памяти может быть записан режим заряда конкретного АКБ, используемого в устройстве (т.е. 1 час зарядить током 200 мА, второй час 100 мА и т.п.). Соблюдение режима заряда продлевает срок службы АКБ. Зачастую, сам процессор КЗ питается от заряжаемой им батареи. Поэтому, если батарея села ниже порогового напряжения старта КЗ, то КЗ не запустится и не будет заряжать батарею. Именно из-за этого телефоны, планшеты или ноутбуки с посаженными батареями становятся одним из видов т.н. «кирпичей». Решается данная проблема обычно дозарядкой АКБ в обход контроллера до уровня, когда КЗ сам может стартовать. Именно процессор КЗ принимает сведения с измерителя напряжения, и принимает решение о приостановке подачи тока, если батарея уже заряжена.
Выходной ключ — в основном, набор мощных транзисторов и диодов, регулирующих протекание тока через АКБ. Зачастую, при выходе из строя контроллера заряда, прекращает работу именно ключ. Это мощный силовой элемент, состоящий фактически из трёх каналов (входов/выходов). На вход ключа подводится напряжение заряда (в смартфонах и планшетах это +5В от шины USB). На выходе ключа подключена АКБ. Затвором (прим. на полевом транзисторе) — или базой (прим. на биполярном транзисторе) управляет логика контроллера питания.

Читайте также:  Можно ли зарядить один аккумулятор от другого

Исходя из свойств транзистора, чем сильнее будет ток на «слабом входе» (в биполярном транзисторе — переход «база-эмиттер»), тем сильнее он будет и на «сильном» (переход коллектор-эмиттер). Ток будет изменяться пропорционально. Благодаря этому свойству становится возможна реализация таких контроллеров. На слабом входе — логика КЗ. Ток ничтожный. На сильном — большой ток, заряжающий АКБ, соответственно режиму заряда.
Контроллер заряда может быть частью контроллера питания. Но, зачастую, его стараются выносить в отдельную микросхему.
3.4. Замена контроллера заряда. Колхоз.
В радиомагазине можно приобрести такую платку (её стоимость — около 100 рублей). Выглядит она так (данный вариант выполнен на микросхеме TP4056):

Источник

Контроллер заряда и балансир li-ion аккумулятора 18650

Контроллер заряда – встроенная схема защиты в аккумуляторе, которая предотвращает его сильную разрядку или перезарядку, контролирует силу тока и температуру, задает время окончания заряда. Как работает контроллер заряда в li-ion аккумуляторе, для чего он нужен?

Устройство li-ion аккумулятора 18650

Контроллер зарядки литий-ионного аккумулятора производят корпорации: Sony, LG, Sanyo, Panasonic, Samsung, ATL, HYB. Остальные производители перекупают элементы и выдают за собственный продукт.

Максимальная емкость ионных аккумуляторов 18650 – 3600 мА-ч.; они, в отличие от батарей, могут многократно перезаряжаться. Цифра 18650 – форм-фактор, указывающий на длину аккумулятора (65 мм) и его диаметр (18 мм).

Основные характеристики литий-ионного аккумулятора 18650:

  • максимально допустимое напряжение – 4,2 В (небольшие перезарядки губительно сказываются на сроке службы);
  • минимально допустимое напряжение – 2,75 В (при понижении до 2 В заряд не подлежит восстановлению);
  • минимально допустимая температура –20 °C 0 С (зарядить на морозе невозможно);
  • максимально допустимая температура +60 °C 0 С (при превышении показателей возможны взрыв и возгорание);
  • измерение емкости в ампер-часах – полная зарядка выдает 1 А тока в течение 60 минут, 2 А тока – 30 минут, 15 А тока – 4 минуты.

Литий-ионный АКБ преобразовывает химическую энергию в электрическую, поэтому возникает ток, приводящий в действие то или иное устройство. Такие батарейки оснащаются специальной защитной схемой, которая контролирует уровень ее нагрева и циклы работы. При перегреве и спаде напряжения до 2,7 В – контроллер автоматически прекращает работу АКБ.

Li-ion батарейки очень взрывоопасны, поэтому в них встроены защитные платы. Глубокий разряд таких батарей наступает через 2–3 года их неиспользования, после чего восстанавливаются они проблематично и не отличаются долгим сроком службы

Предназначение контроллера зарядки

Контроллер регулирует процесс заряда и разрядки аккумулятора. Если напряжение падает ниже 3 В, защита отключает банку от потребителя тока: устройство выключается. Также защитная схема предотвращает короткие замыкания. Некоторые виды защитных плат имеют терморезистор, который защищает элементы АКБ от перегрева.

Читайте также:  Что значит бортовой аккумулятор

Все платы осуществляют контроль за:

  • переразрядом батарейки;
  • перезарядом;
  • током нагрузки;
  • температурой.

Имея под рукой защитную плату, можно переделать старые АКБ шуруповерта, дрели на литиевые батареи, отличающиеся долгим сроком службы.

Особенности контроллера для зарядки li-ion аккумулятора 18650

Контроллер для литиевых аккумуляторов 18650 расположен сверху корпуса, чем удлиняет само устройство. Плата расположена впереди отрицательной клеммы, защищая АКБ от перезарядки/переразрядки. Основная страна-производитель – Китай.

Предназначение контролера зарядки

Как только защита будет установлена, корпус помещают в специальную пленку с термоусадкой. Из-за дополнительной защитной конструкции корпус удлиняется и утолщается, в редких случаях – не помещается в гнездо. В случае применения аккумулятора 18650 для создания тока в 12 В с общим контроллером заряда прерыватели не устанавливаются.

Основная функция такой защиты – сохранение работы источника энергии в установленных параметрах.

Виды контроллеров

Контроллеры для li-ion аккумуляторов отличаются ценой, производителем и внутренними элементами.

  1. HX-3S-A02 (цена – 150 рублей). Производитель – Китай, внутри чип S-8254AA, который защищает литий-ионные элементы от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. К нему можно подключить три АКБ типа 18650 (максимальный ток – 10 А). Размер защиты – 50х16 мм.
  2. FDC-2S-2 (цена – 50 рублей). Производитель – Китай, чип – HY2120, предотвращает сильный заряд/разряд, короткие замыкания. Возможно подключение двух АКБ типа 18650 (максимальный ток – 3А). Параметры защиты – 36х6х1 мм.
  3. HX-2S-01 (цена – 70 рублей). Производство – Китай, чип – HY2120, уберегает от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. Подключаются две АКБ типа 18650 (максимальный ток – 3 А). Размер защиты – 36х6х1 мм.
  4. HX-3S-D01(цена – 220 рублей). Производство – Китай, чип S-8254AA, контролирует сильный заряд/разряд, короткое замыкание. К нему можно подсоединить три АКБ типа 18650 (максимальный ток – 20 А). Размер защитной платы – 51х23 мм.
  5. HX-3S-D02 (цена – 200 рублей). Производитель – Китай, внутри чип S-8254AA, защищает от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. К нему подключаются три АКБ типа 18650 (максимальный ток – 10 А). Размер схемы – 50х16 мм.
  6. HX-4S-A01 (цена – 250 рублей). Производитель – Китай, внутри чип S-8254AA, защищает от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. Можно подсоединить четыре АКБ типа 18650 (максимальный ток – 6 А). Размер микросхемы – 67х16мм.

Схемы контроллеров

Ошибочно думать, что контроллеры заряда-разряда существуют: разрядом управлять не нужно, ток находится в прямой зависимости от нагрузки. Главное – это контроль за напряжением и температурой, временем завершения заряда. Под таким контроллером подразумевают плату, защищающую АКБ от глубокой зарядки/разрядки.

Схема контроллера литий-ионного аккумулятора

Микросхемы состоят из различных электронных элементов, поэтому имеют вариации:

  1. DW01-Plus. Самая популярная и простая микросхема, находится под самоклейкой с надписями, которой обернут аккумулятор. Плата шестиногая, полевые транзисторы соединены в один корпус восьминогой сборкой. Сопротивление транзисторов создает измерительный шунт: возникает большой порог срабатывания от одного устройства к другому. В полевики встроены паразитные светодиоды, благодаря которым АКБ заряжается даже при срабатывании защиты от глубокой разрядки.
  2. S-8241 Series. Разработчик микросхемы – фирма SEIKO, специализирующаяся на литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторах. Защитные ключи срабатывают при 2,3 и 4,35 вольтах и при спаде напряжения на FET1-FET2 до 200 мВ.
  3. LV5114OT. Защитная плата срабатывает при 2,5 и 4,25 вольтах, что предотвращает переразряд/перезаряд.
  4. R5421N Series. Среднее потребление энергии в рабочем состоянии – 3 мкА, в состоянии покоя – 0,3 мкА. Данная микросхема имеет ряд модификаций, которые разнятся величиной напряжения срабатывания при перезаряде.

Причины блокировки контроллером li-ion аккумулятора 18650

Главная причина – возникновение короткого замыкания из-за превышения предельно допустимого напряжения тока внутри АКБ. Микросхема разрывает электрическую цепь. Для разблокировки батареи достаточно зарядить ее.

Вторая причина – глубокий разряд аккумулятора. При глубоком некритичном разряде батарейку можно разблокировать с помощью зарядного устройства.

При разряжении до критичного состояния устройство не включится: внутренние химические процессы приводят к образованию металлических литиевых кристаллов, которые создают опасный контакт между положительным и отрицательным полюсами, приводящий к взрыву.

Балансировочная плата для li-ion аккумулятора 18650

Какую функцию выполняет балансир в литийных аккумуляторах? Если последовательно соединять несколько банок, их напряжение складывается в общую сумму, а емкость батареи равняется самой низкой из всех элементов.

Чтобы предотвратить перезаряд самой «ленивой» части, ее отключают от питания, что позволяет оставшимся частям продолжать заряжаться. Балансир контролирует равномерно распределяющийся заряд, поэтому его включают в цепи с последовательным соединением элементов. При параллельном соединении в балансировке нет необходимости: здесь равномерное распределение заряда. Балансировочная плата обычно входит в общий защитный корпус MBS и носит название «балансировочный шлейф».

Лучшие аккумуляторы 18650 на «Алиэкспресс»

На ресурсе «Алиэкспресс» можно купить разные li-ion АКБ, отличающиеся ценой и производителем. Из-за большого спроса на товар велико число подделок. Качественная модель отличается от подделки рядом признаков. Так, продукция высокого качества имеет емкость в 3600 А/ч и стоит гораздо дороже, среднего качества – 3000–3200 А/ч и стоит в несколько раз дешевле.

Важно! АКБ с защитой длиннее стандартной модели на 3–4 мм и толще на 1–2 мм.

Читайте также:  Сколько время заряжать аккумулятор для авто

Как восстановить Li-ion АКБ

При полном выходе из строя батареи лучшее решение – утилизация, в ситуации крайней необходимости ее можно реанимировать различными способами:

  1. Помещение АКБ в морозильник: резкая смена температуры в ряде случаев приводит к его временному запуску. В морозильной камере необходимо держать ее в течение 40–50 минут, после чего извлечь и незамедлительно подключить к зарядному устройству на 5 минут. Подождать разогрева батарейки до комнатной температуры и полностью зарядить.
  2. Вскрытие АКБ и отсоединение защитной микросхемы. Процедура проводится крайне осторожно. Для начала необходимо измерить тестером напряжение на контактах (дальнейшие действия возможны только при нулевом показателе), отсоединить защитную плату, замерить показатели напряжения. Дальше подключить зарядное устройство к аккумулятору на 10–15 минут, установив такие показатели: 100 мА, 4,2 В. При перегреве батареи зарядку следует отсоединить. Как только она полностью зарядится, защитная схема возвращается на место.

Перед разбором посмотрите на дату выпуска li-ion аккумулятора. Если ему больше 3–4 лет, не стоит пытаться реанимировать его.

Итак, контроллер для литий-ионных батарей выполняет важную функцию – не позволяет напряжению вырасти до 4,2 В и понизиться до 2,75 В (оптимальное напряжение для АКБ на литии – 3,7 вольта). Сильная разрядка и повышенная зарядка приводят к выходу устройства из строя.

Источник

SCD0011, Программируемый контроллер заряда аккумулятора

SCD0011, Программируемый контроллер заряда аккумулятора

Smartmodule

Описание

Срок службы аккумулятора сильно зависит от правильности режима его заряда. Перезаряд аккумулятора не менее опасен, чем глубокий разряд. Программируемый контроллер заряда позволяет правильно и безопасно заряжать аккумуляторы. Пользователю предоставляется возможность самостоятельно установить режим заряда, исходя из требуемой задачи, типа аккумулятора, его напряжения, окружающей температуры и.т.д.

Возможные применения для контроллера заряда:
• в необслуживаемых системах для заряда аккумуляторов (рекомендуется совместное использование с SDC0009);
• для постоянного подзаряда аккумуляторов в процессе их хранения, например, свинцовых автомобильных аккумуляторов и т.д.;

Технические характеристики:
Диапазон рабочих напряжений 4..30В
Потребляемый ток, в режиме заряда 0,2А
Возможно использовать аккумуляторы и батареи аккумуляторов с напряжением 0,1..25,5В
Гистерезис (Hysteresis) 0..6,2В
Погрешность U_OFF и Hysteresis не более 1%
Ток заряда 0,1..0,3А
Защита от переполюсовки питания есть
Защита от переполюсовки аккумулятора есть

Модуль предназначен для заряда аккумуляторов небольшим током. При питании от сетевого трансформатора, рекомендуется установить конденсатор не менее 1000мкФ после диодного моста. Для заряда большим током, модуль имеет выход (контактную точку на плате в квадратной метке с цифрой 1). Логический ноль относительно минуса питания на этом контакте «заряд включен», логическая единица (+5В) — «заряд отключен». Этот сигнал возможно подать на какую-либо внешнюю ключевую схему, которая будет коммутировать заряд (см. рекомендуемую схему). В качестве ограничителя тока, в простом варианте, может использоваться автомобильная лампа, мощностью которой можно варьировать номинальный ток заряда.
Внимание! При расчете необслуживаемых систем, следует учитывать, что ток разряда аккумулятора потребителем не должен быть больше тока заряда аккумулятора. в противном случае аккумулятор переразрядится.

Программирование модуля осуществляется простой переустановкой джамперов.
Джамперами на плате устанавливается параметр U_OFF, задающий порог отключения заряда, в диапазоне от 0В до 25,5В с дискретностью 0,1В. Так же джамперами устанавливается смещение для включения заряда — «Hysteresis», задаваемый в диапазоне 0,0 до 6,2В, с дискретностью 0,2В.
Включениe заряда будет происходить при напряжении, вычисляемом по формуле: U_ON = U_OFF — Hysteresis

Данный контроллер может быть использован для аккумуляторов разных типов, для которых приемлем данный алгоритм заряда. Контроллер работает полностью в автоматическом режиме, т.е. включение и отключение заряда происходит автоматически, в зависимости от напряжения на аккумуляторе, т.е при достижении U_OFF (запрограммированного напряжения отключения заряда) автоматически происходит отключение заряда, а при снижении напряжения на аккумуляторе до запрограммированного U_ON, автоматически включается заряд. Заряжаемый аккумулятор при этом может быть подключен к нагрузке. Минимальное напряжение питания контроллера 4В, при меньшем напряжении заряд происходить не будет. Напряжение питания модуля должно быть на несколько вольт выше напряжения на заряженном аккумуляторе (оптимально, выше на 5В), иначе заряд будет происходить меньшим током.

Джампера могут быть перестановлены как до включения модуля, так и во время его работы, установленные джамперами параметры будут применены немедленно.
В секции «U_OFF» устанавливается напряжение отключения заряда. Секция имеет 8 джамепров, каждый из которых должен быть установлен в правое или левое положение .
В секции «Hysteresis» устанавливается напряжение смещения. Секция имеет 5 джамперов, каждый из которых должен быть установлен в правое или левое положение . Отсутствие установленного джампера/джамперов приведет к некорректной работе контроллера. В данном примере «Hysteresis» = 0,8+0,4 = 1,2В. таким образом U_ON = 11,4В — 1,2В = 10,2В. т.е. в данном примере отключение заряда будет происходить при достижении на аккумуляторе напряжения 11,4В, а включение заряда при снижении напряжения на аккумуляторе до 10,2В.
Включенный светодиод на плате контроллера означает, что в данный момент контроллер находится в режиме заряда.

Внимание! Контроллер имеет защиту от переполюсовки аккумулятора, но не смотря на это, неправильно подключенный аккумулятор будет РАЗРЯЖАТЬСЯ через схему контроллера! Что может вывести из строя аккумулятор, если неправильно включенный аккумулятор оставить на продолжительное время.

Источник