Mikro krug za praćenje napunjenosti baterije. Krugovi za zaštitu Li-ion baterija od prekomjernog pražnjenja (kontrolori pražnjenja). NCP1835B - mikro krug za punjenje Li-Ion i Li-Pol baterija
Teško je procijeniti karakteristike određenog punjača bez razumijevanja kako bi se zapravo trebalo odvijati uzorno punjenje li-ionske baterije. Stoga, prije nego što prijeđemo izravno na dijagrame, prisjetimo se malo teorije.
Što su litijeve baterije?
Ovisno o materijalu od kojeg je napravljena pozitivna elektroda litijske baterije, postoji nekoliko varijanti:
- s litij kobaltat katodom;
- s katodom na bazi litijskog željeznog fosfata;
- na bazi nikal-kobalt-aluminij;
- na bazi nikal-kobalt-mangan.
Sve ove baterije imaju svoje karakteristike, ali budući da ove nijanse nisu od temeljne važnosti za općeg potrošača, neće se razmatrati u ovom članku.
Također, sve litij-ionske baterije proizvode se u različitim veličinama i oblicima. Mogu biti u kućištu (na primjer, danas popularni 18650) ili laminirani ili prizmatični (gel-polimer baterije). Potonji su hermetički zatvorene vrećice izrađene od posebnog filma, koje sadrže elektrode i elektrodnu masu.
Najčešće veličine litij-ionskih baterija prikazane su u donjoj tablici (sve one imaju nazivni napon od 3,7 volta):
| Oznaka | Standardna veličina | Slična veličina |
|---|---|---|
| XXYY0, Gdje XX- oznaka promjera u mm, YY- vrijednost duljine u mm, 0 - odražava dizajn u obliku cilindra |
10180 | 2/5 AAA |
| 10220 | 1/2 AAA (Ø odgovara AAA, ali pola dužine) | |
| 10280 | ||
| 10430 | AAA | |
| 10440 | AAA | |
| 14250 | 1/2 AA | |
| 14270 | Ø AA, duljina CR2 | |
| 14430 | Ø 14 mm (isto kao AA), ali kraće duljine | |
| 14500 | AA | |
| 14670 | ||
| 15266, 15270 | CR2 | |
| 16340 | CR123 | |
| 17500 | 150S/300S | |
| 17670 | 2xCR123 (ili 168S/600S) | |
| 18350 | ||
| 18490 | ||
| 18500 | 2xCR123 (ili 150A/300P) | |
| 18650 | 2xCR123 (ili 168A/600P) | |
| 18700 | ||
| 22650 | ||
| 25500 | ||
| 26500 | S | |
| 26650 | ||
| 32650 | ||
| 33600 | D | |
| 42120 |
Unutarnji elektrokemijski procesi odvijaju se na isti način i ne ovise o obliku i dizajnu baterije, tako da sve navedeno vrijedi jednako za sve litijeve baterije.
Kako pravilno puniti litij-ionske baterije
Najispravniji način punjenja litijskih baterija je punjenje u dvije faze. Ovo je metoda koju Sony koristi u svim svojim punjačima. Unatoč složenijem regulatoru punjenja, ovo osigurava potpuniju napunjenost li-ionskih baterija bez smanjenja njihovog vijeka trajanja.
Ovdje govorimo o dvostupanjskom profilu punjenja za litijeve baterije, skraćeno CC/CV (konstantna struja, konstantni napon). Postoje i opcije s pulsnim i koračnim strujama, ali se o njima ne raspravlja u ovom članku. Možete pročitati više o punjenju pulsnom strujom.
Dakle, pogledajmo obje faze punjenja detaljnije.
1. U prvoj fazi Mora se osigurati stalna struja punjenja. Trenutna vrijednost je 0,2-0,5C. Za ubrzano punjenje dopušteno je povećati struju na 0,5-1,0C (gdje je C kapacitet baterije).
Na primjer, za bateriju kapaciteta 3000 mAh, nazivna struja punjenja u prvoj fazi je 600-1500 mA, a struja ubrzanog punjenja može biti u rasponu od 1,5-3A.
Kako bi se osigurala stalna struja punjenja zadane vrijednosti, krug punjača mora moći povećati napon na stezaljkama baterije. Zapravo, u prvoj fazi punjač radi kao klasični stabilizator struje.
Važno: Ako planirate puniti baterije s ugrađenom zaštitnom pločom (PCB), tada prilikom projektiranja strujnog kruga punjača morate biti sigurni da napon otvorenog kruga strujnog kruga nikada ne smije prijeći 6-7 volti. U protivnom se može oštetiti zaštitna ploča.
U trenutku kada napon na bateriji poraste na 4,2 volta, baterija će dobiti otprilike 70-80% svog kapaciteta (konkretna vrijednost kapaciteta ovisit će o struji punjenja: kod ubrzanog punjenja bit će nešto manja, kod nominalni naboj - malo više). Ovaj trenutak označava kraj prve faze punjenja i služi kao signal za prijelaz u drugu (i posljednju) fazu.
2. Drugi stupanj punjenja- ovo je punjenje baterije konstantnim naponom, ali postupno opadajućom (opadajućom) strujom.
U ovoj fazi punjač održava napon od 4,15-4,25 volti na bateriji i kontrolira trenutnu vrijednost.
Kako se kapacitet povećava, struja punjenja će se smanjivati. Čim se njegova vrijednost smanji na 0,05-0,01C, proces punjenja se smatra završenim.
Važna nijansa ispravnog rada punjača je njegovo potpuno odspajanje od baterije nakon završetka punjenja. To je zbog činjenice da je za litijeve baterije krajnje nepoželjno da ostanu pod visokim naponom dulje vrijeme, što obično osigurava punjač (tj. 4,18-4,24 volta). To dovodi do ubrzane degradacije kemijskog sastava baterije i, kao posljedica toga, smanjenja njenog kapaciteta. Dugotrajni boravak znači nekoliko desetaka sati ili više.
Tijekom druge faze punjenja baterija uspijeva dobiti otprilike 0,1-0,15 više svog kapaciteta. Ukupna napunjenost baterije tako doseže 90-95%, što je izvrstan pokazatelj.
Promotrili smo dvije glavne faze punjenja. No, osvjetljenje problematike punjenja litijevih baterija bilo bi nepotpuno da se ne spomene još jedan stupanj punjenja – tzv. prednaplatiti.
Faza preliminarne naplate (prednaplata)- ovaj stupanj se koristi samo za duboko ispražnjene baterije (ispod 2,5 V) kako bi se dovele u normalan način rada.
U ovoj fazi, punjenje se osigurava smanjenom konstantnom strujom dok napon baterije ne dosegne 2,8 V.
Preliminarni stupanj je neophodan kako bi se spriječilo bubrenje i pad tlaka (ili čak eksplozija uz požar) oštećenih baterija koje imaju, na primjer, unutarnji kratki spoj između elektroda. Ako se kroz takvu bateriju odmah propusti velika struja punjenja, to će neizbježno dovesti do njenog zagrijavanja, a onda ovisi.
Još jedna prednost predpunjenja je prethodno zagrijavanje baterije, što je važno kada se puni na niskim temperaturama okoline (u negrijanoj prostoriji tijekom hladne sezone).
Inteligentno punjenje trebalo bi moći pratiti napon na bateriji tijekom faze preliminarnog punjenja i, ako napon ne raste dulje vrijeme, zaključiti da je baterija neispravna.
Sve faze punjenja litij-ionske baterije (uključujući fazu prethodnog punjenja) shematski su prikazane na ovom grafikonu: 
Prekoračenje nazivnog napona punjenja za 0,15 V može smanjiti trajanje baterije za pola. Snižavanje napona punjenja za 0,1 volt smanjuje kapacitet napunjene baterije za oko 10%, ali značajno produljuje njezin vijek trajanja. Napon potpuno napunjene baterije nakon vađenja iz punjača je 4,1-4,15 volti.
Dopustite mi da rezimiram gore navedeno i navedem glavne točke:
1. Koju struju trebam koristiti za punjenje li-ion baterije (na primjer, 18650 ili bilo koje druge)?
Struja će ovisiti o tome koliko brzo ga želite napuniti i može se kretati od 0,2C do 1C.
Na primjer, za bateriju veličine 18650 s kapacitetom od 3400 mAh, minimalna struja punjenja je 680 mA, a maksimalna 3400 mA.
2. Koliko dugo se pune npr. te iste 18650 baterije?
Vrijeme punjenja izravno ovisi o struji punjenja i izračunava se pomoću formule:
T = C / I naboj.
Na primjer, vrijeme punjenja naše baterije od 3400 mAh sa strujom od 1A bit će oko 3,5 sata.
3. Kako pravilno napuniti litij polimer bateriju?
Sve litijeve baterije pune se na isti način. Nije važno radi li se o litij polimeru ili litij ionu. Za nas, potrošače, nema razlike.
Što je zaštitna ploča?
Zaštitna ploča (ili PCB - ploča za upravljanje napajanjem) dizajnirana je za zaštitu od kratkog spoja, prekomjernog punjenja i prekomjernog pražnjenja litijske baterije. U zaštitne module u pravilu je ugrađena i zaštita od pregrijavanja.
Iz sigurnosnih razloga zabranjeno je koristiti litijeve baterije u kućanskim aparatima osim ako nemaju ugrađenu zaštitnu ploču. Zato sve baterije mobitela uvijek imaju PCB ploču. Izlazni terminali baterije nalaze se izravno na ploči: 
Ove ploče koriste šesterokraki regulator punjenja na specijaliziranom uređaju (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 i drugi analozi). Zadatak ovog kontrolera je isključiti bateriju od opterećenja kada je baterija potpuno ispražnjena i isključiti bateriju iz punjenja kada dosegne 4,25V.
Evo, na primjer, dijagrama BP-6M ploče za zaštitu baterije koja se isporučivala sa starim Nokia telefonima: 
Ako govorimo o 18650, oni se mogu proizvoditi sa ili bez zaštitne ploče. Zaštitni modul nalazi se u blizini negativnog pola baterije. 
Ploča povećava duljinu baterije za 2-3 mm. 
Baterije bez PCB modula obično su uključene u baterije koje dolaze s vlastitim zaštitnim krugovima.
Svaka baterija sa zaštitom može se lako pretvoriti u bateriju bez zaštite; 
Danas je maksimalni kapacitet baterije 18650 3400 mAh. Baterije sa zaštitom moraju imati odgovarajuću oznaku na kućištu ("Protected"). 
Nemojte brkati PCB ploču s PCM modulom (PCM - modul napajanja). Ako prvi služe samo za zaštitu baterije, onda su drugi dizajnirani za kontrolu procesa punjenja - oni ograničavaju struju punjenja na zadanoj razini, kontroliraju temperaturu i, općenito, osiguravaju cijeli proces. PCM ploča je ono što zovemo kontroler punjenja.
Nadam se da sada više nema pitanja, kako napuniti 18650 bateriju ili bilo koju drugu litijevu bateriju? Zatim prelazimo na mali izbor gotovih sklopnih rješenja za punjače (isti regulatori punjenja).
Sheme punjenja za li-ion baterije
Svi su sklopovi prikladni za punjenje bilo koje litijske baterije; preostaje samo odlučiti o struji punjenja i bazi elemenata.
LM317
Dijagram jednostavnog punjača temeljenog na LM317 čipu s indikatorom napunjenosti: 
Krug je najjednostavniji, cijela postavka se svodi na postavljanje izlaznog napona na 4,2 volta pomoću podesivačkog otpornika R8 (bez priključene baterije!) i podešavanje struje punjenja odabirom otpornika R4, R6. Snaga otpornika R1 je najmanje 1 Watt.
Čim se LED dioda ugasi, proces punjenja se može smatrati završenim (struja punjenja nikada se neće smanjiti na nulu). Ne preporučuje se držati bateriju na ovom punjenju dugo vremena nakon što je potpuno napunjena.
Mikro krug lm317 naširoko se koristi u raznim stabilizatorima napona i struje (ovisno o spojnom krugu). Prodaje se na svakom uglu i košta peni (možete uzeti 10 komada za samo 55 rubalja).
LM317 dolazi u različitim kućištima: 
Dodjela pinova (pinout): 
Analozi čipa LM317 su: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (zadnja dva su domaće proizvodnje).
Struja punjenja može se povećati na 3A ako uzmete LM350 umjesto LM317. To će, međutim, biti skuplje - 11 rubalja/kom.
Tiskana ploča i sklop kruga prikazani su ispod: 
Stari sovjetski tranzistor KT361 može se zamijeniti sličnim pnp tranzistorom (na primjer, KT3107, KT3108 ili buržoaski 2N5086, 2SA733, BC308A). Može se potpuno ukloniti ako indikator napunjenosti nije potreban.
Nedostatak sklopa: napon napajanja mora biti u rasponu od 8-12V. To je zbog činjenice da za normalan rad LM317 čipa, razlika između napona baterije i napona napajanja mora biti najmanje 4,25 volti. Stoga ga neće biti moguće napajati s USB priključka.
MAX1555 ili MAX1551
MAX1551/MAX1555 su specijalizirani punjači za Li+ baterije, koji mogu raditi s USB-a ili iz zasebnog adaptera (na primjer, punjač za telefon).
Jedina razlika između ovih mikrosklopova je u tome što MAX1555 proizvodi signal koji označava proces punjenja, a MAX1551 daje signal da je napajanje uključeno. Oni. 1555 je još uvijek poželjan u većini slučajeva, tako da je 1551 sada teško pronaći u prodaji.
Detaljan opis ovih mikro krugova od proizvođača je.
Maksimalni ulazni napon iz DC adaptera je 7 V, kada se napaja preko USB-a - 6 V. Kada napon napajanja padne na 3,52 V, mikro krug se isključuje i punjenje prestaje.
Mikrokrug sam detektira na kojem je ulazu napon napajanja i spaja se na njega. Ako se napajanje napaja putem USB sabirnice, tada je maksimalna struja punjenja ograničena na 100 mA - to vam omogućuje da priključite punjač u USB priključak bilo kojeg računala bez straha od spaljivanja južnog mosta.
Kada se napaja iz zasebnog izvora napajanja, tipična struja punjenja je 280 mA.
Čipovi imaju ugrađenu zaštitu od pregrijavanja. Ali čak iu ovom slučaju, krug nastavlja raditi, smanjujući struju punjenja za 17 mA za svaki stupanj iznad 110 ° C.
Postoji funkcija prethodnog punjenja (vidi gore): sve dok je napon baterije ispod 3 V, mikro krug ograničava struju punjenja na 40 mA.
Mikro krug ima 5 pinova. Ovdje je tipičan dijagram povezivanja: 
Ako postoji jamstvo da napon na izlazu vašeg adaptera ni pod kojim okolnostima ne može prijeći 7 volti, tada možete bez stabilizatora 7805.
Opcija USB punjenja može se sastaviti, na primjer, na ovom. 
Mikrokrug ne zahtijeva niti vanjske diode niti vanjske tranzistore. Općenito, naravno, prekrasne male stvari! Samo što su premali i nezgodni za lemljenje. I također su skupi ().
LP2951
Stabilizator LP2951 proizvodi National Semiconductors (). Omogućuje implementaciju ugrađene funkcije ograničenja struje i omogućuje generiranje stabilne razine napona punjenja za litij-ionsku bateriju na izlazu kruga.
Napon punjenja je 4,08 - 4,26 volti i postavlja se pomoću otpornika R3 kada je baterija isključena. Napon se održava vrlo precizno.
Struja punjenja je 150 - 300 mA, ova je vrijednost ograničena unutarnjim krugovima čipa LP2951 (ovisno o proizvođaču).
Koristite diodu s malom povratnom strujom. Na primjer, to može biti bilo koja serija 1N400X koju možete kupiti. Dioda se koristi kao blokirajuća dioda za sprječavanje povratne struje iz baterije u LP2951 čip kada je ulazni napon isključen. 
Ovaj punjač proizvodi prilično nisku struju punjenja, tako da se svaka baterija 18650 može puniti preko noći.
Mikrokrug se može kupiti iu DIP paketu iu SOIC paketu (košta oko 10 rubalja po komadu).
MCP73831
Čip vam omogućuje izradu pravih punjača, a također je jeftiniji od razvikanog MAX1555. 
Tipični dijagram povezivanja preuzet je iz: 
Važna prednost kruga je odsutnost snažnih otpornika s niskim otporom koji ograničavaju struju punjenja. Ovdje se struja postavlja pomoću otpornika spojenog na 5. pin mikro kruga. Njegov otpor bi trebao biti u rasponu od 2-10 kOhm.
Sastavljeni punjač izgleda ovako: 
Mikro krug se prilično dobro zagrijava tijekom rada, ali čini se da mu to ne smeta. Ispunjava svoju funkciju.
Evo još jedne verzije tiskane ploče sa SMD LED i mikro-USB konektorom: 
LTC4054 (STC4054)
Vrlo jednostavna shema, izvrsna opcija! Omogućuje punjenje strujom do 800 mA (vidi). Istina, ima tendenciju da se jako zagrije, ali u ovom slučaju ugrađena zaštita od pregrijavanja smanjuje struju. 
Krug se može značajno pojednostaviti izbacivanjem jedne ili čak obje LED diode s tranzistorom. Tada će to izgledati ovako (morate priznati, ne može biti jednostavnije: par otpornika i jedan kondenzator): 
Jedna od opcija tiskanih ploča dostupna je na. Ploča je dizajnirana za elemente standardne veličine 0805.
I=1000/R. Ne biste trebali odmah postaviti visoku struju; prvo pogledajte koliko se mikro krug zagrijava. Za svoje potrebe uzeo sam otpornik od 2,7 kOhm, a struja punjenja se pokazala oko 360 mA.
Malo je vjerojatno da će biti moguće prilagoditi radijator ovom mikrokrugu, a nije činjenica da će biti učinkovit zbog visoke toplinske otpornosti spoja kristalnog kućišta. Proizvođač preporuča izradu hladnjaka "kroz vodove" - čineći tragove što je moguće debljim i ostavljajući foliju ispod tijela čipa. Općenito, što više "zemljane" folije ostane, to bolje.
Usput, većina topline se rasipa kroz 3. krak, tako da ovaj trag možete učiniti vrlo širokim i debelim (napunite ga viškom lema). 
LTC4054 paket čipa može imati oznaku LTH7 ili LTADY.
LTH7 se razlikuje od LTADY-a po tome što prvi može podići vrlo praznu bateriju (na kojoj je napon manji od 2,9 volti), dok drugi ne može (trebate ga posebno zamahnuti).
Čip se pokazao vrlo uspješnim, pa ima hrpu analoga: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, WPM4054, IT4504, Y1880, PT6102, PT618 1, 2, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. Prije uporabe bilo kojeg od analoga, provjerite podatkovne tablice.
TP4056
Mikrokrug je izrađen u kućištu SOP-8 (vidi), na trbuhu ima metalni hladnjak koji nije povezan s kontaktima, što omogućuje učinkovitije uklanjanje topline. Omogućuje punjenje baterije strujom do 1A (struja ovisi o otporniku za podešavanje struje). 
Dijagram spajanja zahtijeva minimum visećih elemenata: 
Krug provodi klasični proces punjenja - prvo punjenje konstantnom strujom, zatim konstantnim naponom i padajućom strujom. Sve je znanstveno. Ako pogledate punjenje korak po korak, možete razlikovati nekoliko faza:
- Praćenje napona priključene baterije (ovo se događa cijelo vrijeme).
- Faza predpunjenja (ako je baterija ispražnjena ispod 2,9 V). Napunite strujom od 1/10 od one programirane pomoću otpornika R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm) do razine od 2,9 V.
- Punjenje maksimalnom konstantnom strujom (1000 mA pri R prog = 1,2 kOhm);
- Kada baterija dosegne 4,2 V, napon na bateriji je fiksiran na ovoj razini. Počinje postupno smanjenje struje punjenja.
- Kada struja dosegne 1/10 one koju je programirao otpornik R prog (100 mA pri R prog = 1,2 kOhm), punjač se isključuje.
- Nakon završetka punjenja, kontroler nastavlja pratiti napon baterije (vidi točku 1). Struja koju troši nadzorni krug je 2-3 µA. Nakon što napon padne na 4,0 V, ponovno počinje punjenje. I tako u krug.
Struja punjenja (u amperima) izračunava se formulom I=1200/R prog. Dopušteni maksimum je 1000 mA.
Pravi test punjenja s baterijom od 3400 mAh 18650 prikazan je na grafikonu: 
Prednost mikro kruga je u tome što struju punjenja postavlja samo jedan otpornik. Snažni otpornici niskog otpora nisu potrebni. Plus postoji indikator procesa punjenja, kao i indikacija kraja punjenja. Kad baterija nije priključena, indikator treperi svakih nekoliko sekundi.
Napon napajanja kruga trebao bi biti unutar 4,5 ... 8 volti. Što je bliže 4,5 V, to bolje (tako da se čip manje zagrijava).
Prvi krak služi za spajanje senzora temperature ugrađenog u litij-ionsku bateriju (obično srednji terminal baterije mobitela). Ako je izlazni napon ispod 45% ili iznad 80% napona napajanja, punjenje se obustavlja. Ako vam ne treba kontrola temperature, samo stavite tu nogu na tlo.
Pažnja! Ovaj sklop ima jedan značajan nedostatak: nepostojanje kruga zaštite od obrnutog polariteta baterije. U tom slučaju zajamčeno je da će regulator izgorjeti zbog prekoračenja maksimalne struje. U ovom slučaju, napon napajanja kruga ide izravno na bateriju, što je vrlo opasno.
Pečat je jednostavan i može se napraviti za sat vremena na koljenu. Ako je vrijeme bitno, možete naručiti gotove module. Neki proizvođači gotovih modula dodaju zaštitu od prekomjerne struje i prekomjernog pražnjenja (na primjer, možete odabrati koju ploču trebate - sa ili bez zaštite i s kojim konektorom). 
Također možete pronaći gotove ploče s kontaktom za senzor temperature. Ili čak modul za punjenje s nekoliko paralelnih mikro krugova TP4056 za povećanje struje punjenja i sa zaštitom od obrnutog polariteta (primjer).
LTC1734
Također vrlo jednostavna shema. Struja punjenja postavlja se pomoću otpornika R prog (na primjer, ako instalirate otpornik od 3 kOhm, struja će biti 500 mA).
Mikrokrugovi su obično označeni na kućištu: LTRG (često se mogu naći u starim Samsung telefonima). 
Svaki pnp tranzistor je prikladan, glavna stvar je da je dizajniran za određenu struju punjenja.
Na prikazanom dijagramu nema indikatora napunjenosti, ali na LTC1734 kaže se da pin "4" (Prog) ima dvije funkcije - postavljanje struje i praćenje kraja punjenja baterije. Na primjer, prikazan je krug s kontrolom kraja punjenja pomoću komparatora LT1716. 
Komparator LT1716 u ovom slučaju može se zamijeniti jeftinim LM358.
TL431 + tranzistor
Vjerojatno je teško smisliti sklop koji koristi pristupačnije komponente. Najteže je pronaći izvor referentnog napona TL431. Ali oni su toliko česti da se nalaze gotovo posvuda (rijetko koji izvor napajanja radi bez ovog mikro kruga). 
Pa, tranzistor TIP41 može se zamijeniti bilo kojim drugim s odgovarajućom strujom kolektora. Čak će i stari sovjetski KT819, KT805 (ili manje moćni KT815, KT817) poslužiti.
Podešavanje sklopa svodi se na podešavanje izlaznog napona (bez baterije!!!) pomoću trim otpornika na 4,2 volta. Otpornik R1 postavlja maksimalnu vrijednost struje punjenja.
Ovaj sklop u potpunosti implementira dvostupanjski proces punjenja litijevih baterija - prvo punjenje istosmjernom strujom, zatim prelazak na fazu stabilizacije napona i glatko smanjenje struje na gotovo nulu. Jedini nedostatak je loša ponovljivost kruga (kapriciozan je u postavljanju i zahtjevan za korištene komponente).
MCP73812
Postoji još jedan nezasluženo zanemaren mikro krug iz Microchipa - MCP73812 (vidi). Na temelju toga dobivamo vrlo proračunsku opciju punjenja (i jeftinu!). Cijeli body kit je samo jedan otpornik!
Usput, mikro krug je napravljen u paketu pogodnom za lemljenje - SOT23-5. 
Jedina mana je što se jako zagrijava i nema indikacije punjenja. Također nekako ne radi baš pouzdano ako imate izvor napajanja male snage (što uzrokuje pad napona). 
Općenito, ako vam indikator napunjenosti nije važan, a odgovara vam struja od 500 mA, onda je MCP73812 vrlo dobra opcija.
NCP1835
Nudi se potpuno integrirano rješenje - NCP1835B, koje osigurava visoku stabilnost napona punjenja (4,2 ±0,05 V).
Možda je jedini nedostatak ovog mikro kruga njegova previše minijaturna veličina (kućište DFN-10, veličina 3x3 mm). Ne može svatko osigurati visokokvalitetno lemljenje takvih minijaturnih elemenata. 
Među neporecivim prednostima želim istaknuti sljedeće:
- Minimalni broj dijelova tijela.
- Mogućnost punjenja potpuno ispražnjene baterije (struja predpunjenja 30 mA);
- Određivanje kraja punjenja.
- Programabilna struja punjenja - do 1000 mA.
- Indikator punjenja i pogreške (sposoban detektirati baterije koje se ne mogu puniti i to signalizirati).
- Zaštita od dugotrajnog punjenja (promjenom kapaciteta kondenzatora C t možete postaviti maksimalno vrijeme punjenja od 6,6 do 784 minute).
Trošak mikro kruga nije baš jeftin, ali ni toliko visok (~ 1 USD) da možete odbiti njegovu upotrebu. Ako vam je udobno lemilo, preporučio bih da odaberete ovu opciju.
Detaljniji opis je u.
Mogu li puniti litij-ionsku bateriju bez kontrolera?
Da, možete. Međutim, to će zahtijevati strogu kontrolu struje i napona punjenja.
Općenito, neće biti moguće napuniti bateriju, na primjer, naš 18650, bez punjača. Još uvijek morate nekako ograničiti maksimalnu struju punjenja, tako da će i dalje biti potrebna barem najprimitivnija memorija.
Najjednostavniji punjač za bilo koju litijevu bateriju je otpornik spojen u seriju s baterijom: 
Otpor i rasipanje snage otpornika ovise o naponu izvora napajanja koji će se koristiti za punjenje.
Kao primjer, izračunajmo otpornik za napajanje od 5 volti. Punit ćemo bateriju 18650 kapaciteta 2400 mAh.
Dakle, na samom početku punjenja, pad napona na otporniku će biti:
U r = 5 - 2,8 = 2,2 volta
Recimo da je naše napajanje od 5 V predviđeno za maksimalnu struju od 1 A. Krug će trošiti najveću struju na samom početku punjenja, kada je napon na bateriji minimalan i iznosi 2,7-2,8 volti.
Pažnja: ovi izračuni ne uzimaju u obzir mogućnost da je baterija vrlo duboko ispražnjena i da napon na njoj može biti znatno niži, čak do nule.
Dakle, otpor otpornika potreban za ograničavanje struje na samom početku punjenja od 1 ampera trebao bi biti:
R = U / I = 2,2 / 1 = 2,2 Ohma
Rasipanje snage otpornika:
P r = I 2 R = 1*1*2,2 = 2,2 W
Na samom kraju punjenja baterije, kada se napon na njoj približi 4,2 V, struja punjenja će biti:
Punim = (U ip - 4,2) / R = (5 - 4,2) / 2,2 = 0,3 A
To jest, kao što vidimo, sve vrijednosti ne prelaze dopuštene granice za određenu bateriju: početna struja ne prelazi najveću dopuštenu struju punjenja za određenu bateriju (2,4 A), a konačna struja prelazi struju pri čemu baterija više ne dobiva kapacitet (0,24 A).
Glavni nedostatak takvog punjenja je potreba za stalnim praćenjem napona na bateriji. I ručno isključite punjenje čim napon dosegne 4,2 volta. Činjenica je da litijeve baterije vrlo loše podnose čak i kratkotrajni prenapon - mase elektroda počinju brzo propadati, što neizbježno dovodi do gubitka kapaciteta. Istodobno se stvaraju svi preduvjeti za pregrijavanje i depresurizaciju.
Ako vaša baterija ima ugrađenu zaštitnu ploču, o čemu je bilo riječi gore, tada sve postaje jednostavnije. Kada se postigne određeni napon na bateriji, ploča će je sama odvojiti od punjača. Međutim, ovaj način punjenja ima značajne nedostatke, o kojima smo govorili u.
Zaštita ugrađena u bateriju neće dopustiti da se ni pod kojim okolnostima prepuni. Sve što trebate učiniti je kontrolirati struju punjenja tako da ne prelazi dopuštene vrijednosti za određenu bateriju (zaštitne ploče ne mogu ograničiti struju punjenja, nažalost).
Punjenje pomoću laboratorijskog napajanja
Ako imate napajanje sa strujnom zaštitom (ograničenjem), onda ste spašeni! Takav izvor napajanja već je punopravni punjač koji implementira ispravan profil punjenja, o čemu smo gore pisali (CC/CV).
Sve što trebate učiniti za punjenje li-ion je postaviti napajanje na 4,2 volta i postaviti željeno ograničenje struje. I možete spojiti bateriju.
U početku, kada je baterija još uvijek prazna, laboratorijsko napajanje će raditi u načinu strujne zaštite (tj. stabilizirati će izlaznu struju na zadanoj razini). Zatim, kada napon na banci poraste na postavljenih 4,2 V, napajanje će se prebaciti u način stabilizacije napona, a struja će početi padati.
Kada struja padne na 0,05-0,1C, baterija se može smatrati potpuno napunjenom.
Kao što vidite, laboratorijsko napajanje je gotovo idealan punjač! Jedina stvar koju ne može učiniti automatski je donijeti odluku da potpuno napuni bateriju i isključi se. Ali ovo je sitnica na koju ne biste trebali ni obraćati pozornost.
Kako puniti litijske baterije?
A ako je riječ o jednokratnoj bateriji koja nije namijenjena punjenju, onda je točan (i jedini točan) odgovor na ovo pitanje NE.
Činjenica je da svaku litijevu bateriju (na primjer, uobičajenu CR2032 u obliku ravne tablete) karakterizira prisutnost unutarnjeg pasivizirajućeg sloja koji prekriva litijevu anodu. Ovaj sloj sprječava kemijsku reakciju između anode i elektrolita. A dovod vanjske struje uništava gornji zaštitni sloj, što dovodi do oštećenja baterije.
Usput, ako govorimo o bateriji CR2032 koja se ne može puniti, tada je LIR2032, koja joj je vrlo slična, već punopravna baterija. Može se i treba naplaćivati. Samo njegov napon nije 3, već 3,6 V.
O tome kako napuniti litijske baterije (bilo da se radi o bateriji telefona, 18650 ili bilo kojoj drugoj litij-ionskoj bateriji) raspravljalo se na početku članka.
Nije tajna da Li-ion baterije ne vole duboko pražnjenje. To uzrokuje njihovo sušenje i venuće, a također povećava unutarnji otpor i gubi kapacitet. Neki primjerci (oni sa zaštitom) mogu čak uroniti u duboki hibernaciju, odakle ih je prilično problematično izvući. Stoga, kada koristite litijeve baterije, potrebno je nekako ograničiti njihovo maksimalno pražnjenje.
Da biste to učinili, koriste se posebni krugovi koji odspajaju bateriju od opterećenja u pravom trenutku. Ponekad se takvi krugovi nazivaju regulatorima pražnjenja.
Jer Regulator pražnjenja ne kontrolira veličinu struje pražnjenja; strogo govoreći, on nije nikakav regulator. Zapravo, ovo je ustaljeni, ali netočan naziv za sklopove zaštite od dubokog pražnjenja.
Suprotno uvriježenom mišljenju, ugrađene baterije (PCB ploče ili PCM moduli) nisu dizajnirane da ograniče struju punjenja/pražnjenja, ili da pravovremeno isključe opterećenje kada su potpuno ispražnjene, ili da ispravno odrede kraj punjenja.
Prvo, Zaštitne ploče u načelu ne mogu ograničiti struju punjenja ili pražnjenja. Ovo bi trebao riješiti odjel za memoriju. Maksimalno što mogu učiniti je isključiti bateriju kada dođe do kratkog spoja u opterećenju ili kada se pregrije.
Drugo, Većina zaštitnih modula isključuje litij-ionsku bateriju pri naponu od 2,5 V ili čak nižem. A za veliku većinu baterija ovo je vrlo jako pražnjenje; to se nikako ne bi smjelo dopustiti.
Treći, Kinezi zakivaju te module u milijunima... Zar stvarno vjerujete da koriste visokokvalitetne precizne komponente? Ili da ih netko vani testira i podešava prije ugradnje u baterije? Naravno, to nije točno. Pri proizvodnji kineskih matičnih ploča strogo se poštuje samo jedno načelo: što jeftinije, to bolje. Stoga, ako zaštita odspoji bateriju od punjača točno na 4,2 ± 0,05 V, tada je to vjerojatnije sretna nesreća nego uzorak.
Dobro je ako imate PCB modul koji će raditi malo ranije (na primjer, na 4,1 V). Tada baterija jednostavno neće doći do deset posto svog kapaciteta i to je to. Mnogo je gore ako se baterija stalno puni, na primjer, na 4,3 V. Tada se radni vijek smanjuje, a kapacitet pada i, općenito, može nabubriti.
NEMOGUĆE je koristiti zaštitne ploče ugrađene u litij-ionske baterije kao limitatore pražnjenja! I kao limitatori napunjenosti. Ove ploče su namijenjene samo za hitno isključivanje akumulatora u slučaju hitnih situacija.
Stoga su potrebni zasebni krugovi za ograničavanje punjenja i/ili zaštitu od predubokog pražnjenja.
Proučili smo jednostavne punjače temeljene na diskretnim komponentama i specijaliziranim integriranim krugovima. A danas ćemo govoriti o rješenjima koja danas postoje za zaštitu litijske baterije od previše pražnjenja.
Za početak, predlažem jednostavan i pouzdan Li-ion zaštitni krug od prekomjernog pražnjenja, koji se sastoji od samo 6 elemenata. 
Ocjene navedene u dijagramu rezultirat će odspajanjem baterija od opterećenja kada napon padne na ~10 Volti (napravio sam zaštitu za 3 serijski povezane baterije 18650 u svom detektoru metala). Možete postaviti vlastiti prag isključivanja odabirom otpornika R3.
Usput, puni napon pražnjenja Li-ion baterije je 3,0 V i ništa manje.
Terenski čip (kao ovaj na dijagramu ili nešto slično) može se iskopati iz matične ploče starog računala; obično ih ima nekoliko odjednom. Usput, TL-ku se također može uzeti od tamo.
Kondenzator C1 je potreban za inicijalno pokretanje kruga kada je sklopka uključena (nakratko povuče gate T1 na minus, što otvara tranzistor i napaja djelitelj napona R3, R2). Nadalje, nakon punjenja C1, napon potreban za otključavanje tranzistora održava mikro krug TL431.
Pažnja! Tranzistor IRF4905 prikazan na dijagramu savršeno će zaštititi tri litij-ionske baterije povezane u seriju, ali je potpuno neprikladan za zaštitu jedne banke od 3,7 V. Rečeno je kako sami odrediti je li tranzistor s efektom polja prikladan ili ne.
Loša strana ovog sklopa: u slučaju kratkog spoja u opterećenju (ili prevelike potrošene struje), tranzistor s efektom polja neće se odmah zatvoriti. Vrijeme reakcije ovisit će o kapacitetu kondenzatora C1. I sasvim je moguće da će za to vrijeme nešto imati vremena da pravilno izgori. Krug koji trenutno reagira na kratko opterećenje pod opterećenjem prikazan je u nastavku: 
Prekidač SA1 je potreban za "ponovno pokretanje" strujnog kruga nakon aktiviranja zaštite. Ako dizajn vašeg uređaja predviđa uklanjanje baterije radi punjenja (u zasebnom punjaču), tada ovaj prekidač nije potreban.
Otpor otpornika R1 mora biti takav da stabilizator TL431 dosegne način rada pri minimalnom naponu baterije - odabire se tako da struja anoda-katoda bude najmanje 0,4 mA. To dovodi do još jednog nedostatka ovog sklopa - nakon što se zaštita aktivira, krug nastavlja trošiti energiju iz baterije. Struja, iako mala, sasvim je dovoljna da u potpunosti isprazni malu bateriju za samo par mjeseci.
Donji dijagram za domaću kontrolu pražnjenja litijevih baterija lišen je ovog nedostatka. Kada se aktivira zaštita, struja koju uređaj troši je toliko mala da je moj tester niti ne detektira. 
Ispod je modernija verzija limitatora pražnjenja litijske baterije pomoću stabilizatora TL431. To vam, prvo, omogućuje jednostavno i jednostavno postavljanje željenog praga odziva, a drugo, krug ima visoku temperaturnu stabilnost i jasno isključivanje. Pljesnite i to je to! 
Dobijanje TL-ku danas uopće nije problem, prodaju se za 5 kopejki po hrpi. Otpornik R1 ne treba instalirati (u nekim slučajevima je čak i štetan). Trimer R6, koji postavlja napon odziva, može se zamijeniti lancem konstantnih otpornika s odabranim otporima.
Za izlazak iz načina blokiranja potrebno je napuniti bateriju iznad zaštitnog praga, a zatim pritisnuti tipku S1 “Reset”.
Nezgodnost svih gore navedenih shema je u tome što je za nastavak rada shema nakon odlaska u zaštitu potrebna intervencija operatera (uključivanje i isključivanje SA1 ili pritisak na tipku). Ovo je cijena koju treba platiti za jednostavnost i nisku potrošnju energije u zaključanom načinu rada.
Najjednostavniji litij-ionski zaštitni krug od prekomjernog pražnjenja, lišen svih nedostataka (dobro, gotovo svih) prikazan je u nastavku: 
Načelo rada ovog kruga vrlo je slično prva dva (na samom početku članka), ali nema mikro kruga TL431, pa se stoga vlastita potrošnja struje može smanjiti na vrlo male vrijednosti - oko deset mikroampera . Prekidač ili gumb za resetiranje također nisu potrebni; strujni krug će automatski spojiti bateriju na opterećenje čim napon prijeđe unaprijed postavljenu vrijednost praga.
Kondenzator C1 suzbija lažne alarme kada radi na impulsnom opterećenju. Bilo koje diode male snage će poslužiti; njihove karakteristike i količina određuju radni napon kruga (morat ćete ga odabrati lokalno).
Može se koristiti bilo koji odgovarajući n-kanalni tranzistor s efektom polja. Glavna stvar je da može izdržati struju opterećenja bez naprezanja i da se može otvoriti pri niskom naponu izlaz-izvor. Na primjer, P60N03LDG, IRLML6401 ili slično (vidi).
Gornji krug je dobar za sve, ali postoji jedan neugodan trenutak - glatko zatvaranje tranzistora s efektom polja. To se događa zbog ravnosti početnog dijela strujno-naponske karakteristike dioda.
Taj se nedostatak može otkloniti uz pomoć suvremene elementne baze, odnosno uz pomoć detektora napona mikro snage (monitori snage s iznimno malom potrošnjom energije). Sljedeća shema za zaštitu litija od dubokog pražnjenja prikazana je u nastavku: 
MCP100 mikrosklopovi dostupni su u DIP paketima i planarnim verzijama. Za naše potrebe prikladna je opcija od 3 volta - MCP100T-300i/TT. Tipična potrošnja struje u načinu blokiranja je 45 µA. Trošak za malu veleprodaju je oko 16 rubalja/kom.
Još je bolje koristiti BD4730 monitor umjesto MCP100, jer ima izravan izlaz i stoga će biti potrebno isključiti tranzistor Q1 iz kruga (spojiti izlaz mikro kruga izravno na vrata Q2 i otpornik R2, dok povećavate R2 na 47 kOhm).
Krug koristi mikro-omski p-kanalni MOSFET IRF7210, koji lako prebacuje struje od 10-12 A. Prekidač polja je potpuno otvoren već pri naponu vrata od oko 1,5 V, au otvorenom stanju ima zanemariv otpor (manje od 0,01 Ohma)! Ukratko, vrlo cool tranzistor. I što je najvažnije, nije preskupo.
Po mom mišljenju, posljednja shema je najbliža idealu. Da imam neograničen pristup radio komponentama, izabrao bih ovaj.
Mala promjena u krugu omogućuje vam korištenje N-kanalnog tranzistora (tada je spojen na krug negativnog opterećenja): 
BD47xx monitori napajanja (nadzornici, detektori) su cijela linija mikrokrugova s naponima odziva od 1,9 do 4,6 V u koracima od 100 mV, tako da ih uvijek možete odabrati prema svojim potrebama.
Malo povlačenje
Bilo koji od gornjih krugova može se spojiti na bateriju od nekoliko baterija (nakon određenog podešavanja, naravno). Međutim, ako banke imaju različite kapacitete, tada će najslabija baterija neprestano ići u duboko pražnjenje mnogo prije nego što krug proradi. Stoga se u takvim slučajevima uvijek preporuča koristiti baterije ne samo istog kapaciteta, već po mogućnosti iz iste serije.
I premda takva zaštita u mom detektoru metala radi besprijekorno već dvije godine, ipak bi bilo puno ispravnije pratiti napon na svakoj bateriji osobno.
Uvijek koristite svoj osobni kontroler pražnjenja Li-ion baterije za svaku staklenku. Tada će vas svaka vaša baterija služiti zauvijek.
Kako odabrati odgovarajući tranzistor s efektom polja
U svim gore navedenim shemama za zaštitu litij-ionskih baterija od dubokog pražnjenja koriste se MOSFET-ovi koji rade u načinu prebacivanja. Isti se tranzistori obično koriste u zaštitnim krugovima od prekomjernog punjenja, zaštitnim krugovima od kratkog spoja iu drugim slučajevima gdje je potrebna kontrola opterećenja.
Naravno, da bi sklop radio kako treba, tranzistor s efektom polja mora ispunjavati određene zahtjeve. Prvo ćemo odlučiti o tim zahtjevima, a zatim ćemo uzeti par tranzistora i pomoću njihovih tablica (tehničkih karakteristika) utvrditi odgovaraju li nam ili ne.
Pažnja! Nećemo razmatrati dinamičke karakteristike FET-ova, kao što su brzina prebacivanja, kapacitivnost vrata i maksimalna impulsna struja odvoda. Ovi parametri postaju kritično važni kada tranzistor radi na visokim frekvencijama (inverteri, generatori, PWM modulatori, itd.), međutim, rasprava o ovoj temi je izvan opsega ovog članka.
Dakle, moramo odmah odlučiti o strujnom krugu koji želimo sastaviti. Otuda prvi zahtjev za tranzistor s efektom polja - mora biti pravog tipa(bilo N- ili P-kanal). Ovo je prvi.
Pretpostavimo da maksimalna struja (struja opterećenja ili struja punjenja - nije važno) neće prijeći 3A. Ovo dovodi do drugog zahtjeva - terenski radnik mora dugo izdržati takvu struju.
Treći. Recimo da će naš krug zaštititi bateriju 18650 od dubokog pražnjenja (jedna banka). Stoga se odmah možemo odlučiti za radne napone: od 3,0 do 4,3 volta. Sredstva, najveći dopušteni napon drejn-izvor U ds treba biti veći od 4,3 volta.
Međutim, posljednja tvrdnja vrijedi samo ako se koristi samo jedna baterija litijskih baterija (ili nekoliko paralelno povezanih). Ako se za napajanje vašeg opterećenja koristi baterija od nekoliko baterija povezanih u seriju, tada maksimalni drain-source napon tranzistora mora premašiti ukupni napon cijele baterije.
Evo slike koja objašnjava ovu točku: 
Kao što se može vidjeti iz dijagrama, za bateriju od 3 baterije 18650 spojene u seriju, u zaštitnim krugovima svake banke potrebno je koristiti terenske uređaje s naponom odvod-izvor U ds > 12,6 V (u praksi, morate ga uzeti s određenom marginom, na primjer, 10%).
U isto vrijeme, to znači da se tranzistor s efektom polja mora moći potpuno otvoriti (ili barem dovoljno snažno) već pri naponu vrata-izvora U gs manjem od 3 volta. Zapravo, bolje je usredotočiti se na niži napon, na primjer, 2,5 volta, tako da postoji margina.
Za grubu (početnu) procjenu, možete pogledati u podatkovnoj tablici indikator "Napon prekida" ( Napon praga vrata) je napon pri kojem je tranzistor na pragu otvaranja. Ovaj napon se obično mjeri kada odvodna struja dosegne 250 µA.
Jasno je da tranzistor ne može raditi u ovom načinu rada, jer njegova izlazna impedancija je još uvijek previsoka, i jednostavno će izgorjeti zbog viška snage. Zato Napon prekida tranzistora mora biti manji od radnog napona zaštitnog kruga. I što je manji, to bolje.
U praksi, da biste zaštitili jednu limenku litij-ionske baterije, trebali biste odabrati tranzistor s efektom polja s graničnim naponom od najviše 1,5 - 2 volta.
Dakle, glavni zahtjevi za tranzistore s efektom polja su sljedeći:
- tip tranzistora (p- ili n-kanalni);
- najveća dopuštena struja odvoda;
- najveći dopušteni napon odvod-izvor U ds (zapamtite kako će naše baterije biti spojene - serijski ili paralelno);
- nizak izlazni otpor pri određenom naponu vrata-izvora U gs (kako biste zaštitili jednu limenku Li-iona, trebali biste se usredotočiti na 2,5 volta);
- najveća dopuštena disipacija snage.
Sada pogledajmo konkretne primjere. Na primjer, imamo na raspolaganju tranzistore IRF4905, IRL2505 i IRLMS2002. Pogledajmo ih pobliže.
Primjer 1 - IRF4905
Otvorimo podatkovnu tablicu i vidimo da je ovo tranzistor s kanalom p-tipa (p-kanal). Ako smo time zadovoljni, gledamo dalje.
Maksimalna struja odvoda je 74A. U višku, naravno, ali odgovara.
Napon odvod-izvor - 55V. Prema uvjetima problema imamo samo jednu banku litija, pa je napon i veći od potrebnog.
Zatim, zanima nas pitanje koliki će biti otpor odvod-izvor kada je napon otvaranja na vratima 2,5 V. Pogledamo podatkovnu tablicu i ne vidimo odmah ove informacije. Ali vidimo da granični napon U gs(th) leži u rasponu od 2...4 Volta. Time kategorički nismo zadovoljni.
Posljednji uvjet nije ispunjen, dakle odbaciti tranzistor.
Primjer 2 - IRL2505
Ovdje je njegova podatkovna tablica. Pogledamo i odmah vidimo da se radi o vrlo moćnom N-kanalnom terenskom uređaju. Struja odvoda - 104A, napon odvod-izvor - 55V. Zasad je sve u redu.
Provjerite napon V gs(th) - maksimalno 2,0 V. Izvrsno!
Ali da vidimo koliki će otpor imati tranzistor pri naponu gate-source = 2,5 volta. Pogledajmo grafikon: 
Ispada da će s naponom vrata od 2,5 V i strujom kroz tranzistor od 3 A, napon od 3 V pasti na njega. U skladu s Ohmovim zakonom, njegov otpor će u ovom trenutku biti 3V/3A=1Ohm.
Prema tome, kada je napon na baterijskom bloku oko 3 Volta, on jednostavno ne može dati 3 A opterećenju, jer za to ukupni otpor opterećenja, zajedno s otporom odvod-izvor tranzistora, mora biti 1 Ohm. A imamo samo jedan tranzistor koji već ima otpor od 1 ohma.
Osim toga, s takvim unutarnjim otporom i zadanom strujom, tranzistor će osloboditi snagu (3 A) 2 * 3 Ohm = 9 W. Stoga ćete morati instalirati radijator (kućište TO-220 bez radijatora može raspršiti negdje oko 0,5 ... 1 W).
Dodatno zvono za uzbunu trebala bi biti činjenica da je minimalni napon vrata za koji je proizvođač naveo izlazni otpor tranzistora 4V.
Ovo kao da daje naslutiti da rad terenskog radnika na naponu U gs manjem od 4 V nije bio predviđen.
S obzirom na sve navedeno, odbaciti tranzistor.
Primjer 3 - IRLMS2002
Dakle, izbacimo našeg trećeg kandidata iz kutije. I odmah pogledajte karakteristike njegove izvedbe.
Kanal tipa N, recimo da je sve u redu.
Maksimalna struja odvoda - 6,5 A. Prikladno.
Najveći dopušteni napon odvod-izvor V dss = 20V. Sjajno.
Isključni napon - maks. 1,2 volta. Još uvijek u redu.
Da bismo saznali izlazni otpor ovog tranzistora, ne moramo čak ni gledati grafikone (kao što smo učinili u prethodnom slučaju) - potrebni otpor je odmah dat u tablici samo za naš napon vrata.
Zaštita litij-ionskih baterija (Li-ion). Mislim da mnogi od vas znaju da, na primjer, unutar baterije mobilnog telefona postoji i zaštitni krug (zaštitni kontroler), koji osigurava da se baterija (ćelija, banka, itd...) ne prepuni iznad napona od 4,2 V, ili ispražnjen manji od 2...3 V. Također, zaštitni krug štiti od kratkih spojeva tako što odvaja samu limenku od potrošača u trenutku kratkog spoja. Kada baterija dođe do kraja radnog vijeka, možete s nje skinuti zaštitnu upravljačku ploču i baciti samu bateriju. Zaštitna ploča može biti korisna za popravak druge baterije, za zaštitu limenke (koja nema zaštitne krugove), ili možete jednostavno spojiti ploču na napajanje i eksperimentirati s njom.
Imao sam mnogo zaštitnih ploča za baterije koje su postale neupotrebljive. Ali pretraga na internetu za oznakama mikrosklopova nije dala ništa, kao da su mikrosklopovi klasificirani. Na internetu je postojala dokumentacija samo za sklopove tranzistora s efektom polja, koji su uključeni u zaštitne ploče. Pogledajmo dizajn tipičnog zaštitnog kruga litij-ionske baterije. Dolje je ploča zaštitnog upravljača sastavljena na upravljačkom čipu označenom VC87 i sklopu tranzistora 8814 ():
Na fotografiji vidimo: 1 - regulator zaštite (srce cijelog kruga), 2 - sklop dva tranzistora s efektom polja (o njima ću pisati u nastavku), 3 - otpornik koji postavlja struju rada zaštite (na primjer tijekom kratki spoj), 4 - kondenzator napajanja, 5 - otpornik (za napajanje čipa kontrolera), 6 - termistor (nalazi se na nekim pločama za kontrolu temperature baterije).
Evo još jedne verzije regulatora (na ovoj ploči nema termistora), sastavljen je na čipu s oznakom G2JH i na sklopu tranzistora 8205A ():
Potrebna su dva tranzistora s efektom polja kako biste mogli zasebno kontrolirati zaštitu od punjenja (Charge) i zaštitu od pražnjenja (Discharge) baterije. Gotovo uvijek su postojale podatkovne tablice za tranzistore, ali niti jedna za upravljačke čipove!! A neki dan sam iznenada naišao na zanimljivu podatkovnu tablicu za neku vrstu kontrolera zaštite litij-ionske baterije ().
A onda se, niotkuda, pojavilo čudo - nakon što sam usporedio sklop iz podatkovne tablice sa svojim zaštitnim pločama, shvatio sam: sklopovi se poklapaju, oni su jedna te ista stvar, klonirani čipovi! Nakon čitanja podatkovne tablice, možete koristiti slične regulatore u svojim kućnim proizvodima, a promjenom vrijednosti otpornika možete povećati dopuštenu struju koju regulator može isporučiti prije nego što se aktivira zaštita.
Prvo morate odlučiti o terminologiji.
Kao takav nema regulatora pražnjenja i punjenja. Ovo je besmislica. Nema smisla upravljati iscjedakom. Struja pražnjenja ovisi o opterećenju - koliko treba, toliko će i trajati. Jedino što trebate učiniti prilikom pražnjenja je pratiti napon na bateriji kako biste spriječili njeno pretjerano pražnjenje. U tu svrhu koriste.
U isto vrijeme, odvojeni kontroleri naplatiti ne samo da postoje, već su i apsolutno neophodni za proces punjenja li-ionskih baterija. Postavljaju potrebnu struju, određuju kraj punjenja, prate temperaturu itd. Regulator punjenja je sastavni dio bilo kojeg.
Na temelju svog iskustva mogu reći da regulator punjenja/pražnjenja zapravo znači sklop za zaštitu baterije od predubokog pražnjenja i, obrnuto, prekomjernog punjenja.
Drugim riječima, kada govorimo o regulatoru punjenja/pražnjenja, govorimo o zaštiti ugrađenoj u gotovo sve litij-ionske baterije (PCB ili PCM moduli). evo je:
A evo i njih: 
Očito, zaštitne ploče dostupne su u različitim faktorima oblika i sastavljene su pomoću različitih elektroničkih komponenti. U ovom ćemo članku pogledati mogućnosti zaštitnih krugova za Li-ion baterije (ili, ako želite, kontrolere pražnjenja/punjenja).
Regulatori punjenja i pražnjenja
Budući da je ovo ime tako dobro uvriježeno u društvu, koristit ćemo ga i mi. Počnimo s, možda, najčešćom verzijom na DW01 (Plus) čipu.
DW01-Plus
Takva zaštitna ploča za li-ion baterije nalazi se u svakoj drugoj bateriji mobitela. Da biste došli do njega, potrebno je samo otkinuti samoljepivu s natpisima koja je zalijepljena na bateriju.
Sam čip DW01 je šesterokraki, a dva tranzistora s efektom polja strukturno su izrađena u jednom paketu u obliku 8-krakog sklopa.
Pin 1 i 3 kontroliraju prekidače za zaštitu od pražnjenja (FET1) i prekidače za zaštitu od preopterećenja (FET2). Naponi praga: 2,4 i 4,25 V. Pin 2 je senzor koji mjeri pad napona na tranzistorima s efektom polja, što pruža zaštitu od prekomjerne struje. Prijelazni otpor tranzistora djeluje kao mjerni shunt, tako da prag odziva ima vrlo veliku razliku od proizvoda do proizvoda.
Cijela shema izgleda otprilike ovako: 
Desni mikro krug s oznakom 8205A su tranzistori s efektom polja koji djeluju kao ključevi u krugu.
Serija S-8241
SEIKO je razvio specijalizirane čipove za zaštitu litij-ionskih i litij-polimerskih baterija od prekomjernog pražnjenja/prepunjenja. Za zaštitu jedne limenke koriste se integrirani krugovi serije S-8241. 
Prekidači za zaštitu od prekomjernog pražnjenja i prekomjernog punjenja rade na 2,3 V odnosno 4,35 V. Strujna zaštita se aktivira kada je pad napona na FET1-FET2 jednak 200 mV.
Serija AAT8660
LV51140T
Slična shema zaštite za litijeve jednoćelijske baterije sa zaštitom od prekomjernog pražnjenja, prekomjernog punjenja i prekomjernih struja punjenja i pražnjenja. Implementirano pomoću LV51140T čipa. 
Naponi praga: 2,5 i 4,25 V. Druga noga mikro kruga je ulaz detektora prekomjerne struje (granične vrijednosti: 0,2 V pri pražnjenju i -0,7 V pri punjenju). Pin 4 se ne koristi.
Serija R5421N
Dizajn sklopa sličan je prethodnima. U načinu rada, mikrokrug troši oko 3 μA, u načinu blokiranja - oko 0,3 μA (slovo C u oznaci) i 1 μA (slovo F u oznaci). 
Serija R5421N sadrži nekoliko modifikacija koje se razlikuju u veličini napona odziva tijekom punjenja. Pojedinosti su navedene u tablici:
SA57608
Druga verzija kontrolera punjenja/pražnjenja, samo na SA57608 čipu. 
Naponi pri kojima mikrokrug odspaja limenku od vanjskih krugova ovise o indeksu slova. Za detalje pogledajte tablicu:
SA57608 troši prilično veliku struju u stanju mirovanja - oko 300 µA, što ga razlikuje od gore navedenih analoga na gore (gdje je potrošena struja reda frakcija mikroampera).
LC05111CMT
I na kraju, nudimo zanimljivo rješenje jednog od svjetskih lidera u proizvodnji elektroničkih komponenti On Semiconductor - regulator punjenja i pražnjenja na čipu LC05111CMT. 
Rješenje je zanimljivo po tome što su ključni MOSFET-ovi ugrađeni u sam mikrosklop pa je od dodatnih elemenata ostalo samo par otpornika i jedan kondenzator.
Prijelazni otpor ugrađenih tranzistora je ~11 miliohma (0,011 Ohma). Maksimalna struja punjenja/pražnjenja je 10A. Maksimalni napon između priključaka S1 i S2 je 24 volta (ovo je važno kod spajanja baterija u baterije).
Mikro krug je dostupan u paketu WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Dual Flag.
Krug, kao što se i očekivalo, pruža zaštitu od prekomjernog punjenja/pražnjenja, struje preopterećenja i struje prekomjernog punjenja.
Kontroleri punjenja i zaštitni krugovi - koja je razlika?
Važno je razumjeti da zaštitni modul i regulatori punjenja nisu ista stvar. Da, njihove se funkcije donekle preklapaju, ali bilo bi pogrešno nazvati zaštitni modul ugrađen u bateriju regulatorom punjenja. Sada ću objasniti koja je razlika.
Najvažnija uloga svakog regulatora punjenja je implementacija ispravnog profila punjenja (obično CC/CV - konstantna struja/konstantni napon). To jest, regulator punjenja mora biti u mogućnosti ograničiti struju punjenja na zadanoj razini, kontrolirajući tako količinu energije koja se "ulijeva" u bateriju po jedinici vremena. Višak energije se oslobađa u obliku topline, tako da se svaki regulator punjenja prilično zagrijava tijekom rada.
Iz tog razloga, kontroleri punjenja nikada nisu ugrađeni u bateriju (za razliku od zaštitnih ploča). Kontroleri su samo dio pravog punjača i ništa više.
Osim toga, niti jedna zaštitna ploča (ili zaštitni modul, kako god ga želite nazvati) nije u stanju ograničiti struju punjenja. Ploča samo kontrolira napon na samoj banci i, ako prijeđe unaprijed zadane granice, otvara izlazne sklopke, čime se banka odvaja od vanjskog svijeta. Usput, zaštita od kratkog spoja također radi na istom principu - tijekom kratkog spoja napon na banci naglo pada i aktivira se zaštitni krug dubokog pražnjenja.
Do zabune između zaštitnih krugova za litijeve baterije i kontrolera punjenja došlo je zbog sličnosti praga odziva (~4,2 V). Samo u slučaju zaštitnog modula, limenka je potpuno odspojena od vanjskih stezaljki, au slučaju regulatora punjenja, prebacuje se u način stabilizacije napona i postupno smanjuje struju punjenja.
Cijena je za 2 komada.
Trebao sam napajati jedan uređaj iz 18650 litijske baterije koja radi na 3 - 4 volta. Da bismo implementirali ovu ideju, potreban nam je sklop koji može:
1 - zaštitite bateriju od prekomjernog pražnjenja
2 - punjenje litijskih baterija
Na Aliexpressu sam pronašla mali šal koji je sve to radio i nije bio nimalo skup. 
Bez oklijevanja, odmah sam kupio lot od dvije takve ploče za 3,88 dolara. Naravno, ako ih kupite 10, možete ih pronaći za 1 dolar. Ali meni ne treba 10 komada.
Nakon 2 tjedna daske su bile u mojim rukama.
Za one koji su zainteresirani, postupak raspakiranja i brzi pregled mogu se vidjeti ovdje:
Krug punjenja izrađen je na specijaliziranom kontroleru TP4056
čiji opis:
Od druge noge do zemlje postoji otpor od 1,2 kOhm (označen R3 na ploči), promjenom vrijednosti ovog otpora možete promijeniti struju punjenja baterije. 
U početku košta 1,2 kOhm, što znači da je struja punjenja 1 amper.
Na ovu ploču mogu se spojiti razni drugi pretvarači. na primjer, ako spojite takav DC/DC pretvarač 
Onda dobijemo nešto poput power bank-a. Pošto ćemo na izlazu imati +5V.
A ako na LM2577S spojite univerzalni pojačavajući DC/DC pretvarač 
Tada dobivamo izlaz od 4 do 26 volti. Što je jako dobro i pokrit će sve naše potrebe.
Općenito, s litijumskom baterijom, čak i iz starog telefona, i takvom pločom, dobivamo univerzalni komplet za mnoge zadatke za napajanje naših uređaja.
Video recenziju možete pogledati detaljno:
Planirate kupiti +138 Dodaj u favorite Svidjela mi se recenzija +56 +153
