≡×მენიუ

•   გადაცემათა კოლოფი
• ძრავი
• ძრავი 
• სითხეები
• გადაცემათა კოლოფი 

მიკროსქემა ბატარეის დატენვის მონიტორინგისთვის. სქემები ლითიუმ-იონური ბატარეების გადატვირთვისგან დასაცავად (განმუხტვის კონტროლერები). NCP1835B - მიკროსქემა Li-Ion და Li-Pol ბატარეების დასატენად

კონკრეტული დამტენის მახასიათებლების შეფასება რთულია იმის გაგების გარეშე, თუ როგორ უნდა მოხდეს რეალურად ლი-იონური ბატარეის სამაგალითო დამუხტვა. ამიტომ, სანამ პირდაპირ დიაგრამებზე გადავიდოდეთ, გავიხსენოთ პატარა თეორია.

რა არის ლითიუმის ბატარეები?

იმისდა მიხედვით, თუ რა მასალისგან არის დამზადებული ლითიუმის ბატარეის დადებითი ელექტროდი, არსებობს რამდენიმე სახეობა:

• ლითიუმის კობალტატის კათოდით;
• ლითიურ რკინის ფოსფატზე დაფუძნებული კათოდით;
• ნიკელ-კობალტ-ალუმინის საფუძველზე;
• ნიკელ-კობალტ-მანგანუმის საფუძველზე.

ყველა ამ ბატარეას აქვს საკუთარი მახასიათებლები, მაგრამ რადგან ამ ნიუანსებს არ აქვთ ფუნდამენტური მნიშვნელობა ზოგადი მომხმარებლისთვის, ისინი არ განიხილება ამ სტატიაში.

ასევე, ყველა li-ion ბატარეა იწარმოება სხვადასხვა ზომისა და ფორმის ფაქტორებში. ისინი შეიძლება იყოს ან კორპუსიანი (მაგალითად, პოპულარული 18650 დღეს) ან ლამინირებული ან პრიზმული (გელ-პოლიმერული ბატარეები). ეს უკანასკნელი არის სპეციალური ფირისგან დამზადებული ჰერმეტულად დალუქული ჩანთები, რომლებიც შეიცავს ელექტროდებს და ელექტროდურ მასას.

ლითიუმ-იონური ბატარეების ყველაზე გავრცელებული ზომები ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ცხრილში (ყველა მათგანს აქვს ნომინალური ძაბვა 3,7 ვოლტი):

Დანიშნულება	სტანდარტული ზომა	მსგავსი ზომა
XXYY0, სად XX- დიამეტრის მითითება მმ-ში, YY- სიგრძის მნიშვნელობა მმ-ში, 0 - ასახავს დიზაინს ცილინდრის სახით	10180	2/5 AAA
	10220	1/2 AAA (Ø შეესაბამება AAA-ს, მაგრამ სიგრძის ნახევარი)
	10280
	10430	AAA
	10440	AAA
	14250	1/2 AA
	14270	Ø AA, სიგრძე CR2
	14430	Ø 14 მმ (იგივე AA), მაგრამ უფრო მოკლე სიგრძე
	14500	აა
	14670
	15266, 15270	CR2
	16340	CR123
	17500	150S/300S
	17670	2xCR123 (ან 168S/600S)
	18350
	18490
	18500	2xCR123 (ან 150A/300P)
	18650	2xCR123 (ან 168A/600P)
	18700
	22650
	25500
	26500	თან
	26650
	32650
	33600	დ
	42120

შიდა ელექტროქიმიური პროცესები ერთნაირად მიმდინარეობს და არ არის დამოკიდებული ბატარეის ფორმის ფაქტორზე და დიზაინზე, ამიტომ ყველაფერი, რაც ქვემოთ არის ნათქვამი, თანაბრად ეხება ყველა ლითიუმის ბატარეას.

როგორ დატენოთ ლითიუმ-იონური ბატარეები სწორად

ლითიუმის ბატარეების დატენვის ყველაზე სწორი გზა ორ ეტაპად დამუხტვაა. ეს არის მეთოდი, რომელსაც Sony იყენებს ყველა თავის დამტენში. უფრო რთული დამტენის კონტროლერის მიუხედავად, ეს უზრუნველყოფს ლითიუმ-იონური ბატარეების უფრო სრულ დატენვას მათი მომსახურების ვადის შემცირების გარეშე.

აქ საუბარია ლითიუმის ბატარეების ორეტაპიან დამუხტვის პროფილზე, შემოკლებით CC/CV (მუდმივი დენი, მუდმივი ძაბვა). ასევე არსებობს ვარიანტები პულსის და საფეხურის დენებით, მაგრამ ისინი არ განიხილება ამ სტატიაში. თქვენ შეგიძლიათ წაიკითხოთ მეტი იმპულსური დენით დატენვის შესახებ.

ასე რომ, მოდით უფრო დეტალურად განვიხილოთ დატენვის ორივე ეტაპი.

1. პირველ ეტაპზეუზრუნველყოფილი უნდა იყოს მუდმივი დატენვის დენი. მიმდინარე მნიშვნელობა არის 0.2-0.5C. დაჩქარებული დამუხტვისთვის დასაშვებია დენის გაზრდა 0.5-1.0C-მდე (სადაც C არის ბატარეის მოცულობა).

მაგალითად, 3000 mAh ტევადობის ბატარეისთვის, ნომინალური დატენვის დენი პირველ ეტაპზე არის 600-1500 mA, ხოლო დაჩქარებული დატენვის დენი შეიძლება იყოს 1.5-3A დიაპაზონში.

მოცემული მნიშვნელობის მუდმივი დატენვის დენის უზრუნველსაყოფად, დამტენის წრეს უნდა შეეძლოს ბატარეის ტერმინალებზე ძაბვის გაზრდა. სინამდვილეში, პირველ ეტაპზე დამტენი მუშაობს როგორც კლასიკური დენის სტაბილიზატორი.

Მნიშვნელოვანი:თუ თქვენ გეგმავთ ბატარეების დამუხტვას ჩაშენებული დამცავი დაფით (PCB), მაშინ დამტენის მიკროსქემის დაპროექტებისას უნდა დარწმუნდეთ, რომ მიკროსქემის ღია წრედის ძაბვა არ უნდა აღემატებოდეს 6-7 ვოლტს. წინააღმდეგ შემთხვევაში, დამცავი დაფა შეიძლება დაზიანდეს.

იმ მომენტში, როდესაც ბატარეაზე ძაბვა იზრდება 4,2 ვოლტამდე, ბატარეა მოიპოვებს სიმძლავრის დაახლოებით 70-80% -ს (სპეციფიკური სიმძლავრის მნიშვნელობა დამოკიდებული იქნება დამტენის დენზე: აჩქარებული დატენვით ის ოდნავ ნაკლები იქნება, ნომინალური გადასახადი - ცოტა მეტი). ეს მომენტი აღნიშნავს დატენვის პირველი ეტაპის დასრულებას და ემსახურება როგორც სიგნალს მეორე (და საბოლოო) ეტაპზე გადასვლისთვის.

2. დატენვის მეორე ეტაპი- ეს არის ბატარეის დამუხტვა მუდმივი ძაბვით, მაგრამ თანდათან მცირდება (ვარდნა) დენით.

ამ ეტაპზე დამტენი ინარჩუნებს 4,15-4,25 ვოლტ ძაბვას ბატარეაზე და აკონტროლებს დენის მნიშვნელობას.

სიმძლავრის მატებასთან ერთად, დატენვის დენი მცირდება. როგორც კი მისი ღირებულება 0,05-0,01C-მდე შემცირდება, დატენვის პროცესი დასრულებულად ითვლება.

დამტენის სწორი მუშაობის მნიშვნელოვანი ნიუანსია მისი სრული გათიშვა ბატარეიდან დატენვის დასრულების შემდეგ. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ლითიუმის ბატარეებისთვის უკიდურესად არასასურველია მაღალი ძაბვის ქვეშ დარჩენა დიდი ხნის განმავლობაში, რასაც ჩვეულებრივ უზრუნველყოფს დამტენი (ანუ 4,18-4,24 ვოლტი). ეს იწვევს ბატარეის ქიმიური შემადგენლობის დაჩქარებულ დეგრადაციას და, შედეგად, მისი სიმძლავრის შემცირებას. გრძელვადიანი ყოფნა ნიშნავს ათობით საათს ან მეტს.

დატენვის მეორე ეტაპზე ბატარეა ახერხებს მოიპოვოს თავისი სიმძლავრის დაახლოებით 0.1-0.15-ით მეტი. ამგვარად, ბატარეის მთლიანი დამუხტვა აღწევს 90-95%-ს, რაც შესანიშნავი მაჩვენებელია.

ჩვენ განვიხილეთ დატენვის ორი ძირითადი ეტაპი. თუმცა, ლითიუმის ბატარეების დატენვის საკითხის გაშუქება არასრული იქნებოდა, თუ არ იქნებოდა აღნიშნული დატენვის სხვა ეტაპი - ე.წ. წინასწარ გადახდა.

წინასწარი დატენვის ეტაპი (წინასწარი დატენვა)- ეს ეტაპი გამოიყენება მხოლოდ ღრმად დაცლილი ბატარეებისთვის (2,5 ვ-ზე ქვემოთ), რათა მათ ნორმალურ რეჟიმში მოიყვანონ.

ამ ეტაპზე დამუხტვა უზრუნველყოფილია შემცირებული მუდმივი დენით, სანამ ბატარეის ძაბვა არ მიაღწევს 2.8 ვ-ს.

წინასწარი ეტაპი აუცილებელია, რათა თავიდან იქნას აცილებული დაზიანებული ბატარეების შეშუპება და დეპრესია (ან თუნდაც ხანძრის შედეგად აფეთქება), რომლებსაც აქვთ, მაგალითად, შიდა მოკლე ჩართვა ელექტროდებს შორის. თუ დიდი დამუხტვის დენი დაუყოვნებლივ გაივლის ასეთ ბატარეას, ეს აუცილებლად გამოიწვევს მის გათბობას და შემდეგ ეს დამოკიდებულია.

წინასწარი დამუხტვის კიდევ ერთი უპირატესობაა ბატარეის წინასწარ გათბობა, რაც მნიშვნელოვანია გარემოს დაბალ ტემპერატურაზე დატენვისას (ცივ სეზონზე გაუცხელებელ ოთახში).

ინტელექტუალურ დამუხტვას უნდა შეეძლოს ბატარეის ძაბვის მონიტორინგი წინასწარ დატენვის ეტაპზე და, თუ ძაბვა დიდი ხნის განმავლობაში არ მოიმატებს, გამოიტანოს დასკვნა, რომ ბატარეა გაუმართავია.

ლითიუმ-იონური ბატარეის დატენვის ყველა ეტაპი (წინასწარ დამუხტვის ეტაპის ჩათვლით) სქემატურად არის გამოსახული ამ გრაფიკზე:

ნომინალური დატენვის ძაბვის 0.15 ვ-ით გადაჭარბებამ შეიძლება გაანახევროს ბატარეის ხანგრძლივობა. დამუხტვის ძაბვის 0,1 ვოლტით შემცირება ამცირებს დამუხტულ ბატარეის სიმძლავრეს დაახლოებით 10%-ით, მაგრამ მნიშვნელოვნად ახანგრძლივებს მის ექსპლუატაციას. სრულად დამუხტული ბატარეის ძაბვა დამტენიდან ამოღების შემდეგ არის 4,1-4,15 ვოლტი.

ნება მომეცით შევაჯამოთ ზემოაღნიშნული და გამოვყო ძირითადი პუნქტები:

1. რა დენი გამოვიყენო ლითიუმ-იონური ბატარეის დასატენად (მაგალითად, 18650 ან სხვა)?

დენი დამოკიდებული იქნება იმაზე, თუ რამდენად სწრაფად გსურთ მისი დამუხტვა და შეიძლება იყოს 0,2C-დან 1C-მდე.

მაგალითად, 18650 ზომის ბატარეისთვის, რომლის სიმძლავრეა 3400 mAh, მინიმალური დამუხტვის დენი არის 680 mA, ხოლო მაქსიმალური არის 3400 mA.

2. რამდენი დრო სჭირდება მაგ 18650 იგივე ბატარეების დამუხტვას?

დატენვის დრო პირდაპირ დამოკიდებულია დატენვის დენზე და გამოითვლება ფორმულის გამოყენებით:

T = C / მე დამუხტავს.

მაგალითად, ჩვენი 3400 mAh ბატარეის დატენვის დრო 1A დენით იქნება დაახლოებით 3.5 საათი.

3. როგორ სწორად დატენოთ ლითიუმპოლიმერული ბატარეა?

ყველა ლითიუმის ბატარეა იტენება ერთნაირად. არ აქვს მნიშვნელობა ეს ლითიუმის პოლიმერია თუ ლითიუმის იონი. ჩვენთვის, მომხმარებლებისთვის, განსხვავება არ არის.

რა არის დამცავი დაფა?

დამცავი დაფა (ან PCB - დენის მართვის დაფა) შექმნილია ლითიუმის ბატარეის მოკლე ჩართვის, გადატვირთვისა და გადატვირთვისგან დასაცავად. როგორც წესი, გადახურებისგან დაცვა ასევე ჩაშენებულია დაცვის მოდულებში.

უსაფრთხოების მიზნით, აკრძალულია ლითიუმის ბატარეების გამოყენება საყოფაცხოვრებო ტექნიკაში, თუ მათ არ აქვთ ჩაშენებული დამცავი დაფა. ამიტომ ყველა მობილური ტელეფონის ბატარეას ყოველთვის აქვს PCB დაფა. ბატარეის გამომავალი ტერმინალები მდებარეობს პირდაპირ დაფაზე:

ეს დაფები იყენებენ ექვსფეხა დამუხტვის კონტროლერს სპეციალიზებულ მოწყობილობაზე (JW01, JW11, K091, G2J, G3J, S8210, S8261, NE57600 და სხვა ანალოგები). ამ კონტროლერის ამოცანაა ბატარეის გათიშვა დატვირთვისგან, როდესაც ბატარეა მთლიანად დაცლილია და ბატარეის გამორთვა დატენვისგან, როდესაც ის მიაღწევს 4.25 ვოლტს.

აი, მაგალითად, BP-6M ბატარეის დაცვის დაფის დიაგრამა, რომელიც მოწოდებული იყო ძველი Nokia ტელეფონებით:

თუ ვსაუბრობთ 18650 წელზე, მათი წარმოება შესაძლებელია დამცავი დაფით ან მის გარეშე. დამცავი მოდული მდებარეობს ბატარეის უარყოფითი ტერმინალის მახლობლად.

დაფა ზრდის ბატარეის სიგრძეს 2-3 მმ-ით.

ბატარეები PCB მოდულის გარეშე ჩვეულებრივ შედის ბატარეებში, რომლებსაც გააჩნიათ საკუთარი დამცავი სქემები.

ნებისმიერი ბატარეა, რომელსაც აქვს დაცვა, ადვილად გადაიქცევა ბატარეად დაცვის გარეშე.

დღეს 18650 ბატარეის მაქსიმალური ტევადობა 3400 mAh-ია. დამცავ ბატარეებს უნდა ჰქონდეს შესაბამისი აღნიშვნა კორპუსზე ("დაცული").

არ აურიოთ PCB დაფა PCM მოდულთან (PCM - დენის დატენვის მოდული). თუ პირველი ემსახურება მხოლოდ ბატარეის დაცვას, მაშინ ეს უკანასკნელი შექმნილია დატენვის პროცესის გასაკონტროლებლად - ისინი ზღუდავენ დატენვის დენს მოცემულ დონეზე, აკონტროლებენ ტემპერატურას და, ზოგადად, უზრუნველყოფენ მთელ პროცესს. PCM დაფა არის ის, რასაც ჩვენ ვუწოდებთ დამუხტვის კონტროლერს.

იმედია ახლა აღარ დამრჩა კითხვები, როგორ დავტენოთ 18650 ბატარეა ან სხვა ლითიუმის ბატარეა? შემდეგ გადავდივართ დამტენებისთვის მზა წრიული გადაწყვეტილებების მცირე არჩევანზე (იგივე დამუხტვის კონტროლერები).

Li-ion ბატარეების დატენვის სქემები

ყველა სქემები შესაფერისია ნებისმიერი ლითიუმის ბატარეის დასატენად.

LM317

მარტივი დამტენის დიაგრამა, რომელიც დაფუძნებულია LM317 ჩიპზე, დატენვის ინდიკატორით:

წრე ყველაზე მარტივია, მთელი დაყენება მთავრდება გამომავალი ძაბვის 4.2 ვოლტამდე დაყენებამდე R8 რეზისტორის გამოყენებით (დაკავშირებული ბატარეის გარეშე!) და დატენვის დენის დაყენებაზე რეზისტორების R4, R6 არჩევით. რეზისტორის R1 ​​სიმძლავრე მინიმუმ 1 ვატია.

როგორც კი LED ჩაქრება, დატენვის პროცესი შეიძლება ჩაითვალოს დასრულებულად (დამუხტვის დენი არასოდეს შემცირდება ნულამდე). არ არის რეკომენდირებული ბატარეის ამ დატენვაზე დიდხანს შენახვა მისი სრულად დატენვის შემდეგ.

lm317 მიკროსქემა ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ძაბვისა და დენის სტაბილიზატორებში (დამოკიდებულია კავშირის წრედზე). ის იყიდება ყველა კუთხეში და ღირს პენიები (10 ცალი შეგიძლიათ აიღოთ მხოლოდ 55 მანეთად).

LM317 მოდის სხვადასხვა კორპუსებში:

პინის დავალება (pinout):

LM317 ჩიპის ანალოგებია: GL317, SG31, SG317, UC317T, ECG1900, LM31MDT, SP900, KR142EN12, KR1157EN1 (ბოლო ორი არის შიდა წარმოების).

დატენვის დენი შეიძლება გაიზარდოს 3A-მდე, თუ LM317-ის ნაცვლად აიღებთ LM350-ს. თუმცა, ეს უფრო ძვირი იქნება - 11 მანეთი/ცალი.

ბეჭდური მიკროსქემის დაფა და მიკროსქემის შეკრება ნაჩვენებია ქვემოთ:

ძველი საბჭოთა ტრანზისტორი KT361 შეიძლება შეიცვალოს მსგავსი pnp ტრანზისტორით (მაგალითად, KT3107, KT3108 ან ბურჟუაზიული 2N5086, 2SA733, BC308A). ის შეიძლება მთლიანად მოიხსნას, თუ დამუხტვის ინდიკატორი არ არის საჭირო.

მიკროსქემის მინუსი: მიწოდების ძაბვა უნდა იყოს 8-12 ვ დიაპაზონში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ LM317 ჩიპის ნორმალური მუშაობისთვის, ბატარეის ძაბვასა და მიწოდების ძაბვას შორის სხვაობა უნდა იყოს მინიმუმ 4.25 ვოლტი. ამრიგად, შეუძლებელი იქნება მისი ჩართვა USB პორტიდან.

MAX1555 ან MAX1551

MAX1551/MAX1555 არის Li+ ბატარეების სპეციალიზებული დამტენები, რომლებსაც შეუძლიათ იმუშაონ USB-დან ან ცალკე კვების ადაპტერიდან (მაგალითად, ტელეფონის დამტენი).

ერთადერთი განსხვავება ამ მიკროსქემებს შორის არის ის, რომ MAX1555 აწარმოებს სიგნალს დატენვის პროცესის მითითებით, ხოლო MAX1551 აწარმოებს სიგნალს, რომ დენი ჩართულია. იმათ. უმეტეს შემთხვევაში 1555 მაინც სასურველია, ამიტომ 1551-ის პოვნა ახლა ძნელია გასაყიდად.

ამ მიკროსქემების დეტალური აღწერა მწარმოებლისგან არის.

მაქსიმალური შეყვანის ძაბვა DC ადაპტერიდან არის 7 ვ, USB-ზე კვებისას - 6 ვ. როდესაც მიწოდების ძაბვა ეცემა 3,52 ვ-მდე, მიკროსქემა გამორთულია და დატენვა ჩერდება.

მიკროსქემა თავად ამოიცნობს, რომელ შესასვლელში არის მიწოდების ძაბვა და უკავშირდება მას. თუ ენერგია მიეწოდება USB ავტობუსით, მაშინ მაქსიმალური დატენვის დენი შემოიფარგლება 100 mA-ით - ეს საშუალებას გაძლევთ შეაერთოთ დამტენი ნებისმიერი კომპიუტერის USB პორტში სამხრეთ ხიდის დაწვის შიშის გარეშე.

როდესაც იკვებება ცალკე ელექტრომომარაგებით, ტიპიური დატენვის დენი არის 280 mA.

ჩიპებს აქვთ ჩაშენებული დაცვა გადახურებისგან. მაგრამ ამ შემთხვევაშიც კი, წრე აგრძელებს მუშაობას, ამცირებს დატენვის დენს 17 mA-ით 110 ° C-ზე ზემოთ თითოეული გრადუსისთვის.

არსებობს წინასწარი დატენვის ფუნქცია (იხ. ზემოთ): სანამ ბატარეის ძაბვა 3 ვ-ზე დაბალია, მიკროცირკულა ზღუდავს დატენვის დენს 40 mA-მდე.

მიკროსქემას აქვს 5 პინი. აქ არის ტიპიური კავშირის დიაგრამა:

თუ არსებობს გარანტია, რომ თქვენი ადაპტერის გამოსავალზე ძაბვა არავითარ შემთხვევაში არ შეიძლება აღემატებოდეს 7 ვოლტს, მაშინ შეგიძლიათ გააკეთოთ 7805 სტაბილიზატორის გარეშე.

USB დატენვის ვარიანტის აწყობა შესაძლებელია, მაგალითად, ამზე.

მიკროსქემას არ სჭირდება არც გარე დიოდები და არც გარე ტრანზისტორები. ზოგადად, რა თქმა უნდა, მშვენიერი პატარა რამ! მხოლოდ ისინი ძალიან მცირეა და მოუხერხებელია შედუღებისთვის. და ისინი ასევე ძვირია ().

LP2951

LP2951 სტაბილიზატორი დამზადებულია National Semiconductors (). ის უზრუნველყოფს ჩაშენებული დენის შეზღუდვის ფუნქციის განხორციელებას და საშუალებას გაძლევთ შექმნათ სტაბილური დატენვის ძაბვის დონე ლითიუმ-იონური ბატარეისთვის მიკროსქემის გამომავალზე.

დამუხტვის ძაბვა არის 4.08 - 4.26 ვოლტი და დაყენებულია რეზისტორი R3-ით ბატარეის გათიშვისას. ძაბვა ინახება ძალიან ზუსტად.

დატენვის დენი არის 150 - 300 mA, ეს მნიშვნელობა შემოიფარგლება LP2951 ჩიპის შიდა სქემებით (დამოკიდებულია მწარმოებლის მიხედვით).

გამოიყენეთ დიოდი მცირე საპირისპირო დენით. მაგალითად, ეს შეიძლება იყოს ნებისმიერი 1N400X სერიიდან, რომლის შეძენაც შეგიძლიათ. დიოდი გამოიყენება როგორც დამბლოკავი დიოდი, რათა თავიდან იქნას აცილებული ბატარეის საპირისპირო დენი LP2951 ჩიპში, როდესაც შეყვანის ძაბვა გამორთულია.

ეს დამტენი გამოიმუშავებს საკმაოდ დაბალ დატენვის დენს, ამიტომ ნებისმიერ 18650 ბატარეას შეუძლია დატენოს ღამით.

მიკროსქემის შეძენა შესაძლებელია როგორც DIP პაკეტში, ასევე SOIC პაკეტში (ღირს დაახლოებით 10 რუბლი თითო ცალი).

MCP73831

ჩიპი საშუალებას გაძლევთ შექმნათ სწორი დამტენები და ის ასევე იაფია, ვიდრე ბევრს აჟღერებული MAX1555.

ტიპიური კავშირის დიაგრამა აღებულია:

მიკროსქემის მნიშვნელოვანი უპირატესობა არის დაბალი წინააღმდეგობის მძლავრი რეზისტორების არარსებობა, რომლებიც ზღუდავენ დატენვის დენს. აქ დენი დაყენებულია რეზისტორით, რომელიც დაკავშირებულია მიკროსქემის მე-5 პინთან. მისი წინააღმდეგობა უნდა იყოს 2-10 kOhm-ის ფარგლებში.

აწყობილი დამტენი ასე გამოიყურება:

მიკროსქემა საკმაოდ კარგად თბება მუშაობის დროს, მაგრამ ეს არ აწუხებს მას. თავის ფუნქციას ასრულებს.

აქ არის ბეჭდური მიკროსქემის დაფის კიდევ ერთი ვერსია SMD LED-ით და მიკრო-USB კონექტორით:

LTC4054 (STC4054)

ძალიან მარტივი სქემა, შესანიშნავი ვარიანტი! 800 mA-მდე დენით დატენვის საშუალებას იძლევა (იხ.). მართალია, ის ძალიან ცხელდება, მაგრამ ამ შემთხვევაში ჩაშენებული გადახურებისგან დაცვა ამცირებს დენს.

წრე შეიძლება მნიშვნელოვნად გამარტივდეს ერთი ან თუნდაც ორივე LED-ის ტრანზისტორით ამოგდებით. შემდეგ ეს ასე გამოიყურება (უნდა აღიაროთ, ეს არ შეიძლება იყოს უფრო მარტივი: რამდენიმე რეზისტორი და ერთი კონდენსატორი):

ბეჭდური მიკროსქემის დაფის ერთ-ერთი ვარიანტი ხელმისაწვდომია მისამართზე. დაფა განკუთვნილია სტანდარტული ზომის 0805 ელემენტებისთვის.

I=1000/R. მაშინვე არ უნდა დააყენოთ მაღალი დენი, ჯერ ნახეთ, რამდენად ცხელდება მიკროსქემა. ჩემი მიზნებისთვის მე ავიღე 2.7 kOhm რეზისტორი და დატენვის დენი დაახლოებით 360 mA აღმოჩნდა.

ნაკლებად სავარაუდოა, რომ შესაძლებელი იქნება რადიატორის ადაპტაცია ამ მიკროსქემზე და ფაქტი არ არის, რომ ის ეფექტური იქნება ბროლის გარსაცმის მაღალი თერმული წინააღმდეგობის გამო. მწარმოებელი რეკომენდაციას უწევს გამათბობელის დამზადებას „მილების მეშვეობით“ - რაც შეიძლება სქელი გახადოს კვალი და დატოვოს კილიტა ჩიპის კორპუსის ქვეშ. ზოგადად, რაც მეტი "დედამიწის" ფოლგა დარჩება, მით უკეთესი.

სხვათა შორის, სითბოს უმეტესი ნაწილი იფანტება მე-3 ფეხის მეშვეობით, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გააკეთოთ ეს კვალი ძალიან ფართო და სქელი (შეავსეთ იგი ზედმეტი შედუღებით).

LTC4054 ჩიპების პაკეტს შეიძლება ეწოდოს LTH7 ან LTADY.

LTH7 განსხვავდება LTADY-სგან იმით, რომ პირველს შეუძლია აწიოს ძალიან დაბალი ბატარეა (რომელზეც ძაბვა 2,9 ვოლტზე ნაკლებია), ხოლო მეორეს არ შეუძლია (აუცილებელია ცალკე გადაატრიალოთ).

ჩიპი ძალიან წარმატებული აღმოჩნდა, ამიტომ მას აქვს ანალოგების თაიგული: STC4054, MCP73831, TB4054, QX4054, TP4054, SGM4054, ACE4054, LP4054, U4054, BL4054, BL4054, YPM1PT61,405 1, 2, HX6001 , LC6000, LN5060, CX9058, EC49016, CYT5026, Q7051. რომელიმე ანალოგის გამოყენებამდე შეამოწმეთ მონაცემთა ცხრილები.

TP4056

მიკროსქემა დამზადებულია SOP-8 კორპუსში (იხ.), მას მუცელზე აქვს ლითონის გამათბობელი, რომელიც არ არის დაკავშირებული კონტაქტებთან, რაც იძლევა სითბოს უფრო ეფექტური მოცილების საშუალებას. საშუალებას გაძლევთ დატენოთ ბატარეა 1A-მდე დენით (დენი დამოკიდებულია დენის დაყენების რეზისტორზე).

კავშირის დიაგრამა მოითხოვს ჩამოკიდებული ელემენტების მინიმუმს:

წრე ახორციელებს კლასიკურ დატენვის პროცესს - ჯერ დამუხტვა მუდმივი დენით, შემდეგ მუდმივი ძაბვით და დაცემის დენით. ყველაფერი მეცნიერულია. თუ ეტაპობრივად გადახედავთ დატენვას, შეგიძლიათ განასხვავოთ რამდენიმე ეტაპი:

1. დაკავშირებული ბატარეის ძაბვის მონიტორინგი (ეს ყოველთვის ხდება).
2. წინასწარ დატენვის ფაზა (თუ ბატარეა დაცლილია 2,9 ვ-ზე ქვემოთ). დამუხტეთ 1/10 დენით, რაც დაპროგრამებულია რეზისტორის R prog-ით (100 mA R prog = 1,2 kOhm) 2,9 ვ-მდე დონემდე.
3. დამუხტვა მაქსიმალური მუდმივი დენით (1000 mA R prog = 1.2 kOhm);
4. როდესაც ბატარეა მიაღწევს 4.2 ვ-ს, ბატარეაზე ძაბვა ფიქსირდება ამ დონეზე. იწყება დამუხტვის დენის თანდათანობითი შემცირება.
5. როდესაც დენი მიაღწევს რეზისტორ R prog-ის მიერ დაპროგრამებულის 1/10-ს (100 mA R prog = 1.2 kOhm-ზე), დამტენი გამორთულია.
6. დატენვის დასრულების შემდეგ, კონტროლერი აგრძელებს ბატარეის ძაბვის მონიტორინგს (იხ. პუნქტი 1). მონიტორინგის წრედის მიერ მოხმარებული დენი არის 2-3 μA. მას შემდეგ, რაც ძაბვა დაეცემა 4.0 ვ-მდე, დატენვა ისევ იწყება. და ასე შემდეგ წრეში.

დატენვის დენი (ამპერებში) გამოითვლება ფორმულით I=1200/R პროგ. დასაშვები მაქსიმალურია 1000 mA.

რეალური დატენვის ტესტი 3400 mAh 18650 ბატარეით ნაჩვენებია გრაფიკზე:

მიკროსქემის უპირატესობა ის არის, რომ დამუხტვის დენი დგინდება მხოლოდ ერთი რეზისტორით. არ არის საჭირო ძლიერი დაბალი წინააღმდეგობის რეზისტორები. გარდა ამისა, არის დატენვის პროცესის ინდიკატორი, ასევე დატენვის დასრულების მითითება. როდესაც ბატარეა არ არის დაკავშირებული, ინდიკატორი ციმციმებს ყოველ რამდენიმე წამში.

მიკროსქემის მიწოდების ძაბვა უნდა იყოს 4,5...8 ვოლტის ფარგლებში. რაც უფრო ახლოს არის 4.5 ვ-სთან, მით უკეთესი (ასე რომ ჩიპი ნაკლებად თბება).

პირველი ფეხი გამოიყენება ლითიუმ-იონურ ბატარეაში ჩაშენებული ტემპერატურის სენსორის დასაკავშირებლად (ჩვეულებრივ, მობილური ტელეფონის ბატარეის შუა ტერმინალი). თუ გამომავალზე ძაბვა არის მიწოდების ძაბვის 45%-ზე დაბალი ან 80%-ზე მეტი, დატენვა შეჩერებულია. თუ არ გჭირდებათ ტემპერატურის კონტროლი, უბრალოდ დარგეთ ეს ფეხი მიწაზე.

ყურადღება! ამ წრეს აქვს ერთი მნიშვნელოვანი ნაკლი: ბატარეის საწინააღმდეგო პოლარობის დაცვის მიკროსქემის არარსებობა. ამ შემთხვევაში, კონტროლერი გარანტირებულია დაწვა მაქსიმალური დენის გადაჭარბების გამო. ამ შემთხვევაში მიკროსქემის მიწოდების ძაბვა პირდაპირ მიდის ბატარეაზე, რაც ძალიან საშიშია.

ხელმოწერა მარტივია და შეიძლება გაკეთდეს ერთ საათში მუხლზე. თუ დრო მნიშვნელოვანია, შეგიძლიათ შეუკვეთოთ მზა მოდულები. მზა მოდულების ზოგიერთი მწარმოებელი ამატებს დაცვას ჭარბი დენისგან და გადატვირთვისგან (მაგალითად, შეგიძლიათ აირჩიოთ რომელი დაფა გჭირდებათ - დაცვით ან მის გარეშე და რომელი კონექტორით).

ასევე შეგიძლიათ იპოვოთ მზა დაფები ტემპერატურის სენსორისთვის კონტაქტით. ან თუნდაც დამტენის მოდული რამდენიმე პარალელური TP4056 მიკროსქემით დამუხტვის დენის გასაზრდელად და საპირისპირო პოლარობის დაცვით (მაგალითი).

LTC1734

ასევე ძალიან მარტივი სქემა. დამუხტვის დენი დაყენებულია რეზისტორი R prog-ით (მაგალითად, თუ დააინსტალირებთ 3 kOhm რეზისტორს, დენი იქნება 500 mA).

მიკროსქემები ჩვეულებრივ აღინიშნება კორპუსზე: LTRG (ისინი ხშირად გვხვდება სამსუნგის ძველ ტელეფონებში).

ნებისმიერი pnp ტრანზისტორი შესაფერისია, მთავარია ის შექმნილია მოცემული დამუხტვის დენისთვის.

მითითებულ დიაგრამაზე არ არის დატენვის ინდიკატორი, მაგრამ LTC1734-ზე ნათქვამია, რომ პინს "4" (Prog) აქვს ორი ფუნქცია - დენის დაყენება და ბატარეის დატენვის დასრულების მონიტორინგი. მაგალითად, ნაჩვენებია წრე დატენვის დასასრულის კონტროლით LT1716 შედარების გამოყენებით.

LT1716 შედარებითი ამ შემთხვევაში შეიძლება შეიცვალოს იაფი LM358-ით.

TL431 + ტრანზისტორი

ალბათ რთულია მიკროსქემის შექმნა უფრო ხელმისაწვდომი კომპონენტების გამოყენებით. ყველაზე რთული აქ არის TL431 საცნობარო ძაბვის წყაროს პოვნა. მაგრამ ისინი იმდენად გავრცელებულია, რომ თითქმის ყველგან გვხვდება (იშვიათად აკეთებს დენის წყარო ამ მიკროსქემის გარეშე).

ისე, TIP41 ტრანზისტორი შეიძლება შეიცვალოს ნებისმიერი სხვა კოლექტორის დენით. ძველი საბჭოთა KT819, KT805 (ან ნაკლებად ძლიერი KT815, KT817) გამოდგება.

მიკროსქემის დაყენება მთავრდება გამომავალი ძაბვის დაყენებამდე (ბატარეის გარეშე!!!) 4.2 ვოლტზე დამაგრებული რეზისტორის გამოყენებით. რეზისტორი R1 ადგენს დამტენის დენის მაქსიმალურ მნიშვნელობას.

ეს წრე სრულად ახორციელებს ლითიუმის ბატარეების დატენვის ორეტაპიან პროცესს - ჯერ დამუხტვა პირდაპირი დენით, შემდეგ გადადის ძაბვის სტაბილიზაციის ფაზაზე და შეუფერხებლად ამცირებს დენს თითქმის ნულამდე. ერთადერთი ნაკლი არის მიკროსქემის ცუდი განმეორებადობა (ის არის კაპრიზული დაყენებისას და მოთხოვნადია გამოყენებული კომპონენტების მიმართ).

MCP73812

არის კიდევ ერთი დაუმსახურებლად უგულებელყოფილი მიკროსქემა Microchip-ისგან - MCP73812 (იხ.). მასზე დაყრდნობით, ჩვენ ვიღებთ ძალიან საბიუჯეტო დატენვის ვარიანტს (და იაფად!). მთელი სხეულის ნაკრები მხოლოდ ერთი რეზისტორია!

სხვათა შორის, მიკროსქემა დამზადებულია შედუღების შესაფუთ შეფუთვაში - SOT23-5.

ერთადერთი უარყოფითი ის არის, რომ ძალიან ცხელდება და არ არის დატენვის მითითება. ის ასევე რატომღაც არ მუშაობს ძალიან საიმედოდ, თუ თქვენ გაქვთ დაბალი სიმძლავრის წყარო (რაც იწვევს ძაბვის ვარდნას).

ზოგადად, თუ დატენვის ჩვენება არ არის თქვენთვის მნიშვნელოვანი და 500 mA დენი გიხდებათ, მაშინ MCP73812 ძალიან კარგი ვარიანტია.

NCP1835

შემოთავაზებულია სრულად ინტეგრირებული გადაწყვეტა - NCP1835B, რომელიც უზრუნველყოფს დამტენის ძაბვის მაღალ სტაბილურობას (4.2 ±0.05 ვ).

შესაძლოა ამ მიკროსქემის ერთადერთი ნაკლი არის მისი ძალიან მინიატურული ზომა (DFN-10 კორპუსი, ზომა 3x3 მმ). ყველას არ შეუძლია უზრუნველყოს ასეთი მინიატურული ელემენტების მაღალი ხარისხის შედუღება.

უდავო უპირატესობებს შორის მინდა აღვნიშნო შემდეგი:

1. სხეულის ნაწილების მინიმალური რაოდენობა.
2. სრულად დაცლილი ბატარეის დატენვის შესაძლებლობა (წინასწარი დამუხტვის დენი 30 mA);
3. დატენვის დასრულების განსაზღვრა.
4. პროგრამირებადი დატენვის დენი - 1000 mA-მდე.
5. დატენვისა და შეცდომის ჩვენება (შეუძლია აღმოაჩინოს არადამუხტველი ბატარეები და მიანიშნოს ამის სიგნალი).
6. დაცვა გრძელვადიანი დატენისაგან (C t კონდენსატორის ტევადობის შეცვლით, შეგიძლიათ დააყენოთ დატენვის მაქსიმალური დრო 6.6-დან 784 წუთამდე).

მიკროსქემის ღირებულება არ არის ზუსტად იაფი, მაგრამ არც ისე მაღალი (~$1), რომ უარი თქვას მის გამოყენებაზე. თუ თქვენ კომფორტულად გრძნობთ შედუღების რკინას, გირჩევთ აირჩიოთ ეს ვარიანტი.

უფრო დეტალური აღწერა მოცემულია.

შემიძლია ლითიუმ-იონური ბატარეის დამუხტვა კონტროლერის გარეშე?

Დიახ, შეგიძლია. თუმცა, ეს მოითხოვს დატენვის დენისა და ძაბვის მჭიდრო კონტროლს.

ზოგადად, დამტენის გარეშე შეუძლებელი იქნება ბატარეის დამუხტვა, მაგალითად, ჩვენი 18650. თქვენ მაინც გჭირდებათ როგორმე შეზღუდოთ დატენვის მაქსიმალური დენი, ასე რომ მაინც დაგჭირდებათ ყველაზე პრიმიტიული მეხსიერება.

ნებისმიერი ლითიუმის ბატარეის უმარტივესი დამტენი არის ბატარეასთან სერიულად დაკავშირებული რეზისტორი:

რეზისტორის წინააღმდეგობა და დენის გაფრქვევა დამოკიდებულია დენის წყაროს ძაბვაზე, რომელიც გამოყენებული იქნება დასატენად.

მაგალითად, მოდით გამოვთვალოთ რეზისტორი 5 ვოლტ ელექტრომომარაგებისთვის. ჩვენ დავმუხტავთ 2400 mAh ტევადობის 18650 ბატარეას.

ასე რომ, დატენვის დასაწყისშივე, რეზისტორზე ძაბვის ვარდნა იქნება:

U r = 5 - 2.8 = 2.2 ვოლტი

დავუშვათ, რომ ჩვენი 5 ვ ელექტრომომარაგება შეფასებულია მაქსიმალური დენისთვის 1A. წრე მოიხმარს უმაღლეს დენს დამუხტვის დასაწყისშივე, როდესაც ბატარეაზე ძაბვა მინიმალურია და შეადგენს 2,7-2,8 ვოლტს.

ყურადღება: ეს გამოთვლები არ ითვალისწინებს შესაძლებლობას, რომ ბატარეა შეიძლება იყოს ძალიან ღრმად დატვირთული და მასზე ძაბვა შეიძლება იყოს გაცილებით დაბალი, თუნდაც ნულამდე.

ამრიგად, რეზისტორების წინააღმდეგობა, რომელიც საჭიროა დენის შესაზღუდად, დამუხტვის დასაწყისშივე 1 ამპერზე უნდა იყოს:

R = U / I = 2.2 / 1 = 2.2 Ohm

რეზისტორების დენის გაფრქვევა:

P r = I 2 R = 1 * 1 * 2.2 = 2.2 W

ბატარეის დატენვის ბოლოს, როდესაც მასზე ძაბვა უახლოვდება 4.2 ვ-ს, დატენვის დენი იქნება:

დამუხტვა = (U ip - 4.2) / R = (5 - 4.2) / 2.2 = 0.3 A

ანუ, როგორც ვხედავთ, ყველა მნიშვნელობა არ სცილდება მოცემული ბატარეისთვის დასაშვებ ზღვრებს: საწყისი დენი არ აღემატება მოცემული ბატარეისთვის დატენვის მაქსიმალურ დასაშვებ დენს (2.4 A), ხოლო საბოლოო დენი აჭარბებს დენს. რომლის დროსაც ბატარეა აღარ იძენს სიმძლავრეს (0,24 A).

ასეთი დატენვის მთავარი მინუსი არის ბატარეაზე ძაბვის მუდმივი მონიტორინგის აუცილებლობა. და ხელით გამორთეთ დამუხტვა, როგორც კი ძაბვა მიაღწევს 4.2 ვოლტს. ფაქტია, რომ ლითიუმის ბატარეები ძალიან ცუდად მოითმენს ხანმოკლე გადატვირთვასაც კი - ელექტროდების მასები სწრაფად იწყებენ დეგრადაციას, რაც აუცილებლად იწვევს სიმძლავრის დაკარგვას. ამავდროულად იქმნება გადახურებისა და დეპრესიის ყველა წინაპირობა.

თუ თქვენს ბატარეას აქვს ჩაშენებული დამცავი დაფა, რომელიც ზემოთ იყო განხილული, მაშინ ყველაფერი უფრო მარტივი ხდება. როდესაც ბატარეაზე გარკვეულ ძაბვას მიაღწევს, დაფა თავად გათიშავს მას დამტენს. თუმცა, დატენვის ამ მეთოდს აქვს მნიშვნელოვანი უარყოფითი მხარეები, რაზეც ჩვენ განვიხილეთ.

ბატარეაში ჩაშენებული დაცვა არავითარ შემთხვევაში არ დაუშვებს მის გადატვირთვას. საკმარისია აკონტროლოთ დატენვის დენი ისე, რომ ის არ აღემატებოდეს მოცემული ბატარეისთვის დასაშვებ მნიშვნელობებს (დამცავი დაფები ვერ ზღუდავს დატენვის დენს, სამწუხაროდ).

დატენვა ლაბორატორიული ელექტრომომარაგების გამოყენებით

თუ თქვენ გაქვთ ელექტრომომარაგება მიმდინარე დაცვით (შეზღუდვა), მაშინ გადარჩენილი ხართ! ენერგიის ასეთი წყარო უკვე არის სრულფასოვანი დამტენი, რომელიც ახორციელებს დატენვის სწორ პროფილს, რომლის შესახებაც ზემოთ დავწერეთ (CC/CV).

ყველაფერი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ li-ion-ის დასატენად არის კვების წყაროს 4.2 ვოლტზე დაყენება და სასურველი დენის ლიმიტის დაყენება. და თქვენ შეგიძლიათ დააკავშიროთ ბატარეა.

თავდაპირველად, როდესაც ბატარეა ჯერ კიდევ გამორთულია, ლაბორატორიული ელექტრომომარაგება იმუშავებს დენის დაცვის რეჟიმში (ე.ი. დაასტაბილურებს გამომავალ დენს მოცემულ დონეზე). შემდეგ, როდესაც ნაპირზე ძაბვა აიწევს დადგენილ 4.2 ვ-მდე, ელექტრომომარაგება გადადის ძაბვის სტაბილიზაციის რეჟიმში და დენი დაიწყებს ვარდნას.

როდესაც დენი ეცემა 0.05-0.1C-მდე, ბატარეა შეიძლება ჩაითვალოს სრულად დატვირთული.

როგორც ხედავთ, ლაბორატორიული კვების წყარო თითქმის იდეალური დამტენია! ერთადერთი, რისი გაკეთებაც მას ავტომატურად არ შეუძლია, არის გადაწყვეტილების მიღება ბატარეის სრულად დატენვისა და გამორთვის შესახებ. მაგრამ ეს არის პატარა რამ, რასაც ყურადღებაც არ უნდა მიაქციოთ.

როგორ დავტენოთ ლითიუმის ბატარეები?

და თუ ჩვენ ვსაუბრობთ ერთჯერადი ბატარეაზე, რომელიც არ არის განკუთვნილი დატენვისთვის, მაშინ ამ კითხვაზე სწორი (და მხოლოდ სწორი) პასუხი არის არა.

ფაქტია, რომ ნებისმიერი ლითიუმის ბატარეა (მაგალითად, ჩვეულებრივი CR2032 ბრტყელი ტაბლეტის სახით) ხასიათდება შიდა პასიური ფენის არსებობით, რომელიც ფარავს ლითიუმის ანოდს. ეს ფენა ხელს უშლის ქიმიურ რეაქციას ანოდსა და ელექტროლიტს შორის. ხოლო გარე დენის მიწოდება ანადგურებს ზემოაღნიშნულ დამცავ ფენას, რაც იწვევს ბატარეის დაზიანებას.

სხვათა შორის, თუ ვსაუბრობთ არადამუხტავ CR2032 ბატარეაზე, მაშინ LIR2032, რომელიც ძალიან ჰგავს მას, უკვე სრულფასოვანი ბატარეაა. მისი დატენვა შეიძლება და უნდა მოხდეს. მხოლოდ მისი ძაბვა არის არა 3, არამედ 3.6 ვ.

როგორ დატენოთ ლითიუმის ბატარეები (იქნება ეს ტელეფონის ბატარეა, 18650 თუ სხვა ლითიუმ-იონური ბატარეა) განხილული იყო სტატიის დასაწყისში.

85 კაპიკი/ცალი იყიდე MCP73812 65 რუბლი / ცალი. იყიდე NCP1835 83 რუბლი / ცალი. იყიდე *ყველა ჩიპი უფასო მიწოდებით

საიდუმლო არ არის, რომ Li-ion ბატარეებს არ მოსწონთ ღრმა გამონადენი. ეს იწვევს მათ გახმობას და გახმობას, ასევე ზრდის შიდა წინააღმდეგობას და კარგავს ტევადობას. ზოგიერთ ნიმუშს (დაცულებს) შეუძლია ღრმა ჰიბერნაციაშიც კი ჩავარდეს, საიდანაც მათი ამოღება საკმაოდ პრობლემურია. ამიტომ, ლითიუმის ბატარეების გამოყენებისას საჭიროა როგორმე შეზღუდოთ მათი მაქსიმალური გამონადენი.

ამისათვის გამოიყენება სპეციალური სქემები, რომლებიც საჭირო დროს წყვეტენ ბატარეას დატვირთვისგან. ზოგჯერ ასეთ სქემებს გამონადენის კონტროლერებს უწოდებენ.

იმიტომ რომ გამონადენის კონტროლერი არ აკონტროლებს გამონადენის რაოდენობას, მკაცრად რომ ვთქვათ, ის არ არის რაიმე სახის კონტროლერი. სინამდვილეში, ეს არის დადგენილი, მაგრამ არასწორი სახელი ღრმა გამონადენის დამცავი სქემებისთვის.

პოპულარული რწმენის საწინააღმდეგოდ, ჩაშენებული ბატარეები (PCB დაფები ან PCM მოდულები) არ არის შექმნილი იმისთვის, რომ შეზღუდოს დამუხტვის/განმუხტვის დენი, ან დროულად გათიშოს დატვირთვა სრულად დაცლისას, ან სწორად განსაზღვროს დატენვის დასასრული.

ჯერ ერთი,დამცავ დაფებს, პრინციპში, არ შეუძლიათ დატენვის ან გამონადენის დენის შეზღუდვა. ეს მეხსიერების განყოფილებამ უნდა მოაგვაროს. მაქსიმუმი, რაც მათ შეუძლიათ გააკეთონ, არის ბატარეის გამორთვა დატვირთვის დროს მოკლე ჩართვისას ან გადახურებისას.

Მეორეც,დამცავი მოდულების უმეტესობა თიშავს ლითიუმ-იონურ ბატარეას 2.5 ვოლტზე ან უფრო ნაკლებ ძაბვაზე. და ბატარეების დიდი უმრავლესობისთვის ეს არის ძალიან ძლიერი გამონადენი, ეს საერთოდ არ უნდა იყოს დაშვებული.

მესამე,ჩინელები ამ მოდულებს მილიონობით ახვევენ... მართლა გჯერათ, რომ ისინი იყენებენ მაღალი ხარისხის სიზუსტის კომპონენტებს? ან რომ ვინმემ შეამოწმოს და დაარეგულიროს ისინი ბატარეებში დაყენებამდე? რა თქმა უნდა, ეს სიმართლეს არ შეესაბამება. ჩინური დედაპლატების წარმოებისას მკაცრად დაცულია მხოლოდ ერთი პრინციპი: რაც უფრო იაფია, მით უკეთესი. ამიტომ, თუ დაცვა წყვეტს ბატარეას დამტენიდან ზუსტად 4.2 ± 0.05 ვ-ზე, მაშინ ეს უფრო ბედნიერი უბედური შემთხვევაა, ვიდრე ნიმუში.

კარგია, თუ თქვენ მიიღებთ PCB მოდულს, რომელიც იმუშავებს ცოტა ადრე (მაგალითად, 4.1 ვ-ზე). მაშინ ბატარეა უბრალოდ ვერ მიაღწევს მისი სიმძლავრის ათ პროცენტს და ეს არის ის. გაცილებით უარესია, თუ ბატარეა მუდმივად იტენება, მაგალითად, 4.3 ვ-მდე. შემდეგ მომსახურების ვადა მცირდება და სიმძლავრე იკლებს და, ზოგადად, შეიძლება გადიდდეს.

შეუძლებელია ლითიუმ-იონურ ბატარეებში ჩაშენებული დამცავი დაფების გამოყენება გამონადენის შემზღუდავად! და როგორც დამუხტვის შემზღუდავი. ეს დაფები განკუთვნილია მხოლოდ საგანგებო სიტუაციების შემთხვევაში ბატარეის გადაუდებელი გათიშვისთვის.

ამიტომ საჭიროა ცალკე სქემები დამუხტვის შეზღუდვისა და/ან ძალიან ღრმა გამონადენისგან დასაცავად.

ჩვენ შევხედეთ მარტივ დამტენებს, რომლებიც დაფუძნებულია დისკრეტულ კომპონენტებზე და სპეციალიზებულ ინტეგრირებულ სქემებზე. დღეს კი ვისაუბრებთ გადაწყვეტილებებზე, რომლებიც დღეს არსებობს ლითიუმის ბატარეის ზედმეტი გამონადენისგან დასაცავად.

დასაწყისისთვის, მე გთავაზობთ მარტივ და საიმედო Li-ion გადატვირთვისგან დამცავ წრეს, რომელიც შედგება მხოლოდ 6 ელემენტისგან.

დიაგრამაზე მითითებული მნიშვნელობები გამოიწვევს ბატარეების გათიშვას დატვირთვისგან, როდესაც ძაბვა დაეცემა ~ 10 ვოლტამდე (მე გავაკეთე დაცვა 3 სერიაზე დაკავშირებულ 18650 ბატარეას ჩემს ლითონის დეტექტორში). თქვენ შეგიძლიათ დააყენოთ საკუთარი გამორთვის ბარიერი რეზისტორი R3-ის არჩევით.

სხვათა შორის, Li-ion ბატარეის სრული გამონადენი ძაბვა არის 3.0 ვ და არანაკლებ.

საველე ჩიპი (როგორც დიაგრამაში ან რაიმე მსგავსი) შეიძლება ამოიღონ ძველი კომპიუტერის დედაპლატიდან, როგორც წესი, რამდენიმე მათგანია ერთდროულად. TL-ku, სხვათა შორის, იქიდანაც შეიძლება აღება.

კონდენსატორი C1 საჭიროა მიკროსქემის თავდაპირველი ჩართვისთვის, როდესაც ჩართულია (ის მოკლედ უწევს კარიბჭეს T1 მინუსამდე, რომელიც ხსნის ტრანზისტორს და კვებავს ძაბვის გამყოფს R3, R2). გარდა ამისა, C1-ის დატენვის შემდეგ, ტრანზისტორის განბლოკვისთვის საჭირო ძაბვა შენარჩუნებულია TL431 მიკროსქემით.

ყურადღება! დიაგრამაზე მითითებული IRF4905 ტრანზისტორი შესანიშნავად დაიცავს სამ ლითიუმ-იონურ ბატარეას, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში, მაგრამ სრულიად უვარგისია ერთი 3.7 ვოლტიანი ბანკის დასაცავად. ნათქვამია, თუ როგორ უნდა დაადგინოთ, არის თუ არა საველე ეფექტის ტრანზისტორი შესაფერისი.

ამ მიკროსქემის უარყოფითი მხარე: დატვირთვის დროს მოკლე ჩართვის შემთხვევაში (ან ზედმეტი დენის მოხმარება), საველე ეფექტის ტრანზისტორი მაშინვე არ დაიხურება. რეაქციის დრო დამოკიდებული იქნება C1 კონდენსატორის ტევადობაზე. და სავსებით შესაძლებელია, რომ ამ დროის განმავლობაში რაღაცას სათანადოდ დაწვის დრო ჰქონდეს. წრე, რომელიც მყისიერად რეაგირებს დატვირთვის ქვეშ მოკლე დატვირთვაზე, წარმოდგენილია ქვემოთ:

გადამრთველი SA1 საჭიროა მიკროსქემის „გადატვირთვისთვის“ დაცვის გათიშვის შემდეგ. თუ თქვენი მოწყობილობის დიზაინი ითვალისწინებს ბატარეის ამოღებას მის დასატენად (ცალკე დამტენში), მაშინ ეს გადამრთველი არ არის საჭირო.

რეზისტორი R1-ის წინააღმდეგობა უნდა იყოს ისეთი, რომ TL431 სტაბილიზატორი მიაღწიოს მუშაობის რეჟიმს ბატარეის მინიმალურ ძაბვაზე - ის შეირჩევა ისე, რომ ანოდ-კათოდური დენი იყოს მინიმუმ 0,4 mA. ეს იწვევს ამ მიკროსქემის კიდევ ერთ ნაკლოვანებას - დაცვის გააქტიურების შემდეგ, წრე აგრძელებს ენერგიის მოხმარებას ბატარეიდან. დენი, თუმც მცირეა, სავსებით საკმარისია პატარა ბატარეის მთლიანად დაცლაში სულ რაღაც რამდენიმე თვეში.

ქვემოთ მოცემული დიაგრამა ლითიუმის ბატარეების განმუხტვის თვითნაკეთი მონიტორინგისთვის თავისუფალია ამ ნაკლისგან. დაცვის გააქტიურებისას, მოწყობილობის მიერ მოხმარებული დენი იმდენად მცირეა, რომ ჩემი ტესტერი ვერც კი ამჩნევს მას.

ქვემოთ მოცემულია ლითიუმის ბატარეის განმუხტვის შემზღუდველის უფრო თანამედროვე ვერსია TL431 სტაბილიზატორის გამოყენებით. ეს, პირველ რიგში, საშუალებას გაძლევთ მარტივად და მარტივად დააყენოთ სასურველი რეაგირების ბარიერი და მეორეც, წრეს აქვს მაღალი ტემპერატურის სტაბილურობა და მკაფიო გამორთვა. დაუკრათ ტაში და ეს არის!

TL-ku-ს მიღება დღეს სულაც არ არის პრობლემა, თითო მტევანი 5 კაპიკად იყიდება. რეზისტორი R1 არ საჭიროებს ინსტალაციას (ზოგიერთ შემთხვევაში ის საზიანოც კია). ტრიმერი R6, რომელიც ადგენს საპასუხო ძაბვას, შეიძლება შეიცვალოს მუდმივი რეზისტორების ჯაჭვით შერჩეული წინააღმდეგობებით.

დაბლოკვის რეჟიმიდან გამოსასვლელად საჭიროა ბატარეის დამუხტვა დამცავი ზღურბლის ზემოთ და შემდეგ დააჭირეთ ღილაკს S1 „გადატვირთვა“.

ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი სქემის უხერხულობა ის არის, რომ სქემების მუშაობის განახლებისთვის დაცვაში შესვლის შემდეგ საჭიროა ოპერატორის ჩარევა (ჩართეთ და გამორთეთ SA1 ან დააჭირეთ ღილაკს). ეს არის ფასი, რომელიც უნდა გადაიხადოთ დაბლოკვის რეჟიმში სიმარტივისა და ენერგიის დაბალი მოხმარებისთვის.

უმარტივესი ლითიუმ-იონის გადატვირთვისგან დამცავი წრე, რომელიც მოკლებულია ყველა მინუსს (კარგად, თითქმის ყველა) ქვემოთ მოცემულია:

ამ მიკროსქემის მუშაობის პრინციპი ძალიან ჰგავს პირველ ორს (სტატიის დასაწყისშივე), მაგრამ არ არსებობს TL431 მიკროსქემა და, შესაბამისად, მისი საკუთარი დენის მოხმარება შეიძლება შემცირდეს ძალიან მცირე მნიშვნელობებამდე - დაახლოებით ათი მიკროამპერი. . გადართვის ან გადატვირთვის ღილაკი ასევე არ არის საჭირო, წრე ავტომატურად დააკავშირებს ბატარეას დატვირთვას, როგორც კი მასზე ძაბვა გადააჭარბებს წინასწარ დაყენებულ ზღვრულ მნიშვნელობას.

კონდენსატორი C1 თრგუნავს ცრუ სიგნალიზაციას პულსირებულ დატვირთვაზე მუშაობისას. ნებისმიერი დაბალი სიმძლავრის დიოდი გააკეთებს მათ მახასიათებლებს და რაოდენობას, რომელიც განსაზღვრავს მიკროსქემის ოპერაციულ ძაბვას (თქვენ მოგიწევთ მისი არჩევა ადგილობრივად).

ნებისმიერი შესაფერისი n-არხის საველე ეფექტის ტრანზისტორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას. მთავარი ის არის, რომ მას შეუძლია გაუძლოს დატვირთვის დენს დაძაბვის გარეშე და შეძლოს გახსნა კარიბჭე-წყაროს დაბალ ძაბვაზე. მაგალითად, P60N03LDG, IRLML6401 ან მსგავსი (იხ.).

ზემოაღნიშნული წრე ყველასთვის კარგია, მაგრამ არის ერთი უსიამოვნო მომენტი - საველე ეფექტის ტრანზისტორის გლუვი დახურვა. ეს ხდება დიოდების დენის ძაბვის დამახასიათებელი საწყისი მონაკვეთის სიბრტყის გამო.

ეს ნაკლი შეიძლება აღმოიფხვრას თანამედროვე ელემენტის ბაზის დახმარებით, კერძოდ, მიკროელენერგიის ძაბვის დეტექტორების დახმარებით (ძალიან დაბალი ენერგიის მოხმარების დენის მონიტორები). ლითიუმის ღრმა გამონადენისგან დაცვის შემდეგი სქემა წარმოდგენილია ქვემოთ:

MCP100 მიკროსქემები ხელმისაწვდომია როგორც DIP პაკეტში, ასევე პლანზებულ ვერსიებში. ჩვენი საჭიროებისთვის შესაფერისია 3 ვოლტიანი ვარიანტი - MCP100T-300i/TT. ტიპიური დენის მოხმარება ბლოკირების რეჟიმში არის 45 μA. ღირებულება მცირე საბითუმო არის დაახლოებით 16 რუბლი / ცალი.

MCP100-ის ნაცვლად BD4730 მონიტორის გამოყენება კიდევ უკეთესია, რადგან მას აქვს პირდაპირი გამომავალი და, მაშასადამე, საჭირო იქნება ტრანზისტორი Q1 გამორიცხვა წრედიდან (მიკროსცირკის გამომავალი პირდაპირ დაუკავშირეთ Q2-ის კარიბჭეს და რეზისტორი R2, ხოლო R2-ს 47 kOhm-მდე გაზრდით).

წრე იყენებს მიკრო-ომ p-არხს MOSFET IRF7210, რომელიც ადვილად ცვლის 10-12 ა დენებს. საველე გადამრთველი უკვე სრულად ღიაა კარიბჭის ძაბვის დაახლოებით 1,5 ვ, ხოლო ღია მდგომარეობაში მას აქვს უმნიშვნელო წინააღმდეგობა (ნაკლები ვიდრე 0.01 Ohm)! მოკლედ ძალიან მაგარი ტრანზისტორი. და, რაც მთავარია, არც ისე ძვირი.

ჩემი აზრით, ბოლო სქემა ყველაზე ახლოს არის იდეალთან. რადიო კომპონენტებზე შეუზღუდავი წვდომა რომ მქონდეს, ამას ავირჩევდი.

მიკროსქემის მცირე ცვლილება საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ N-არხის ტრანზისტორი (შემდეგ იგი დაკავშირებულია უარყოფითი დატვირთვის წრესთან):

BD47xx ელექტრომომარაგების მონიტორები (ზედამხედველები, დეტექტორები) არის მიკროსქემების მთელი ხაზი საპასუხო ძაბვებით 1.9-დან 4.6 ვ-მდე საფეხურებით 100 მვ, ასე რომ თქვენ ყოველთვის შეგიძლიათ აირჩიოთ ისინი თქვენი მიზნებისთვის.

პატარა უკანდახევა

ნებისმიერი ზემოაღნიშნული სქემის დაკავშირება შესაძლებელია რამდენიმე ბატარეის ბატარეასთან (რა თქმა უნდა, გარკვეული კორექტირების შემდეგ). თუმცა, თუ ბანკებს აქვთ განსხვავებული სიმძლავრე, მაშინ ყველაზე სუსტი ბატარეები მუდმივად გადავა ღრმა გამონადენში, მიკროსქემის მუშაობამდე დიდი ხნით ადრე. ამიტომ, ასეთ შემთხვევებში, ყოველთვის რეკომენდირებულია გამოიყენოთ ბატარეები არა მხოლოდ ერთი და იგივე სიმძლავრის, არამედ სასურველია იმავე პარტიიდან.

და მიუხედავად იმისა, რომ ასეთი დაცვა უკვე ორი წელია უნაკლოდ მუშაობს ჩემს მეტალის დეტექტორში, მაინც ბევრად უფრო სწორი იქნებოდა თითოეულ ბატარეაზე ძაბვის მონიტორინგი პირადად.

ყოველთვის გამოიყენეთ თქვენი პირადი Li-ion ბატარეის გამონადენი კონტროლერი თითოეული ქილისთვის. მაშინ ნებისმიერი თქვენი ბატარეა მოგემსახურებათ ბედნიერად.

როგორ ავირჩიოთ შესაფერისი საველე ეფექტის ტრანზისტორი

ყველა ზემოთ ჩამოთვლილ სქემაში, ლითიუმ-იონური ბატარეების ღრმა გამონადენისგან დასაცავად, გამოიყენება MOSFET-ები, რომლებიც მუშაობენ გადართვის რეჟიმში. იგივე ტრანზისტორები ჩვეულებრივ გამოიყენება გადატვირთვის დაცვის სქემებში, მოკლე ჩართვის დაცვის სქემებში და სხვა შემთხვევებში, როდესაც საჭიროა დატვირთვის კონტროლი.

რა თქმა უნდა, იმისათვის, რომ წრემ იმუშაოს ისე, როგორც უნდა, საველე ეფექტის ტრანზისტორი უნდა აკმაყოფილებდეს გარკვეულ მოთხოვნებს. ჯერ ჩვენ გადავწყვეტთ ამ მოთხოვნებს, შემდეგ კი ავიღებთ რამდენიმე ტრანზისტორს და გამოვიყენებთ მათ მონაცემთა ცხრილებს (ტექნიკურ მახასიათებლებს), რათა განვსაზღვროთ ისინი ჩვენთვის შესაფერისია თუ არა.

ყურადღება! ჩვენ არ განვიხილავთ FET-ების დინამიურ მახასიათებლებს, როგორიცაა გადართვის სიჩქარე, კარიბჭის ტევადობა და მაქსიმალური იმპულსური გადინების დენი. ეს პარამეტრები კრიტიკულად მნიშვნელოვანია, როდესაც ტრანზისტორი მუშაობს მაღალ სიხშირეებზე (ინვერტორები, გენერატორები, PWM მოდულატორები და ა.შ.), თუმცა ამ თემის განხილვა სცილდება ამ სტატიის ფარგლებს.

ასე რომ, ჩვენ დაუყოვნებლივ უნდა გადავწყვიტოთ წრე, რომლის აწყობა გვინდა. აქედან გამომდინარე, პირველი მოთხოვნა საველე ეფექტის ტრანზისტორისთვის - ეს უნდა იყოს სწორი ტიპი(ან N- ან P-არხი). ეს პირველია.

დავუშვათ, რომ მაქსიმალური დენი (დატვირთვის დენი ან დამუხტვის დენი - არ აქვს მნიშვნელობა) არ აღემატება 3A-ს. ეს იწვევს მეორე მოთხოვნას - საველე მუშაკმა დიდხანს უნდა გაუძლოს ასეთ დენს.

მესამე. ვთქვათ, ჩვენი წრე დაიცავს 18650 ბატარეას ღრმა გამონადენისგან (ერთი ბანკი). აქედან გამომდინარე, ჩვენ შეგვიძლია დაუყოვნებლივ გადავწყვიტოთ სამუშაო ძაბვები: 3.0-დან 4.3 ვოლტამდე. ნიშნავს, სადრენაჟო წყაროს მაქსიმალური დასაშვები ძაბვა U dsუნდა იყოს 4.3 ვოლტზე მეტი.

თუმცა, ბოლო განცხადება მართალია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ გამოიყენება მხოლოდ ერთი ლითიუმის ბატარეის ბანკი (ან რამდენიმე პარალელურად დაკავშირებული). თუ თქვენი დატვირთვის გასაძლიერებლად გამოიყენება სერიულად დაკავშირებული რამდენიმე ბატარეის ბატარეა, მაშინ ტრანზისტორის გადინების წყაროს მაქსიმალური ძაბვა უნდა აღემატებოდეს მთელი ბატარეის მთლიან ძაბვას.

აქ არის სურათი, რომელიც ხსნის ამ საკითხს:

როგორც სქემიდან ჩანს, 3 18650 აკუმულატორისგან შემდგარი სერიით დაკავშირებული ბატარეისთვის, თითოეული ბანკის დამცავ სქემებში აუცილებელია საველე მოწყობილობების გამოყენება დრენაჟიდან წყაროს ძაბვით U ds > 12.6V (პრაქტიკაში, თქვენ უნდა მიიღოთ ის გარკვეული ზღვარით, მაგალითად, 10%).

ამავდროულად, ეს ნიშნავს, რომ საველე ეფექტის ტრანზისტორს უნდა შეეძლოს სრულად (ან თუნდაც საკმარისად ძლიერი) გახსნა კარიბჭის წყაროს ძაბვაზე U gs 3 ვოლტზე ნაკლები. სინამდვილეში, უმჯობესია ფოკუსირება უფრო დაბალ ძაბვაზე, მაგალითად, 2.5 ვოლტზე, ისე, რომ ზღვარი იყოს.

უხეში (თავდაპირველი) შეფასებისთვის, შეგიძლიათ იხილოთ მონაცემთა ფურცელში "გამორთვის ძაბვის" ინდიკატორი ( კარიბჭის ბარიერი ძაბვა) არის ძაბვა, რომლის დროსაც ტრანზისტორი არის გახსნის ზღურბლზე. ეს ძაბვა ჩვეულებრივ იზომება, როდესაც გადინების დენი აღწევს 250 μA.

ცხადია, რომ ტრანზისტორი ამ რეჟიმში არ მუშაობს, რადგან მისი გამომავალი წინაღობა ჯერ კიდევ ძალიან მაღალია და ის უბრალოდ დაიწვება ზედმეტი სიმძლავრის გამო. Ამიტომაც ტრანზისტორის გამორთვის ძაბვა უნდა იყოს დამცავი წრედის მოქმედი ძაბვაზე ნაკლები. და რაც უფრო პატარაა, მით უკეთესი.

პრაქტიკაში, ლითიუმ-იონური ბატარეის ერთი ქილის დასაცავად, თქვენ უნდა აირჩიოთ საველე ეფექტის ტრანზისტორი, რომლის გამორთვის ძაბვა არ აღემატება 1,5 - 2 ვოლტს.

ამრიგად, საველე ეფექტის ტრანზისტორების ძირითადი მოთხოვნები შემდეგია:

• ტრანზისტორი ტიპი (p- ან n-არხი);
• მაქსიმალური დასაშვები გადინების დენი;
• სადრენაჟო წყაროს მაქსიმალური დასაშვები ძაბვა U ds (გახსოვდეთ, როგორ იქნება დაკავშირებული ჩვენი ბატარეები - სერიულად თუ პარალელურად);
• დაბალი გამომავალი წინააღმდეგობა გარკვეული კარიბჭის წყაროს ძაბვაზე U gs (ერთი Li-ion ქილის დასაცავად, თქვენ უნდა გაამახვილოთ ყურადღება 2,5 ვოლტზე);
• მაქსიმალური დასაშვები დენის გაფრქვევა.

ახლა მოდით შევხედოთ კონკრეტულ მაგალითებს. მაგალითად, ჩვენს განკარგულებაშია ტრანზისტორები IRF4905, IRL2505 და IRLMS2002. მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ მათ.

მაგალითი 1 - IRF4905

ჩვენ ვხსნით მონაცემთა ფურცელს და ვხედავთ, რომ ეს არის ტრანზისტორი p-ტიპის არხით (p-არხი). თუ ამით დავკმაყოფილდებით, უფრო შორს ვიყურებით.

გადინების მაქსიმალური დენი არის 74A. ჭარბი, რა თქმა უნდა, მაგრამ ჯდება.

სანიაღვრე წყაროს ძაბვა - 55 ვ. პრობლემის პირობების მიხედვით, ჩვენ გვაქვს ლითიუმის მხოლოდ ერთი ნაპირი, ამიტომ ძაბვა კიდევ უფრო მეტია ვიდრე საჭიროა.

შემდეგი, ჩვენ გვაინტერესებს კითხვა, თუ რა იქნება გადინების წყაროს წინააღმდეგობა, როდესაც კარიბჭეზე გახსნის ძაბვა არის 2.5 ვ. ჩვენ ვუყურებთ მონაცემთა ფურცელს და მაშინვე ვერ ვხედავთ ამ ინფორმაციას. მაგრამ ჩვენ ვხედავთ, რომ გამორთვის ძაბვა U gs(th) არის 2...4 ვოლტის დიაპაზონში. ჩვენ კატეგორიულად არ ვართ კმაყოფილი ამით.

ბოლო მოთხოვნა არ არის დაკმაყოფილებული, ამიტომ გადაყარეთ ტრანზისტორი.

მაგალითი 2 - IRL2505

აქ არის მისი მონაცემთა ფურცელი. ჩვენ ვუყურებთ და მაშინვე ვხედავთ, რომ ეს არის ძალიან ძლიერი N-არხის საველე მოწყობილობა. სანიაღვრე დენი - 104A, სანიაღვრე წყაროს ძაბვა - 55V. ჯერჯერობით ყველაფერი კარგადაა.

შეამოწმეთ ძაბვა V gs(th) - მაქსიმუმ 2.0 V. შესანიშნავია!

მაგრამ ვნახოთ, რა წინააღმდეგობა ექნება ტრანზისტორს კარიბჭის წყაროს ძაბვაზე = 2.5 ვოლტი. მოდით შევხედოთ სქემას:

გამოდის, რომ კარიბჭის ძაბვით 2.5 ვ და 3A ტრანზისტორის დენით, მასზე 3 ვ ძაბვა დაეცემა. Ohm-ის კანონის შესაბამისად, მისი წინააღმდეგობა ამ მომენტში იქნება 3V/3A=1Ohm.

ამრიგად, როდესაც ბატარეის ნაპირზე ძაბვა არის დაახლოებით 3 ვოლტი, მას უბრალოდ არ შეუძლია მიაწოდოს 3A დატვირთვას, რადგან ამისათვის მთლიანი დატვირთვის წინააღმდეგობა, ტრანზისტორის გადინების წყაროს წინააღმდეგობასთან ერთად, უნდა იყოს 1 Ohm. და ჩვენ გვაქვს მხოლოდ ერთი ტრანზისტორი, რომელსაც უკვე აქვს 1 Ohm წინააღმდეგობა.

გარდა ამისა, ასეთი შიდა წინააღმდეგობით და მოცემული დენით, ტრანზისტორი გამოუშვებს სიმძლავრეს (3 A) 2 * 3 Ohm = 9 W. ამიტომ, თქვენ დაგჭირდებათ რადიატორის დაყენება (TO-220 კორპუსი რადიატორის გარეშე შეიძლება გაიფანტოს სადღაც 0,5...1 W).

დამატებითი განგაშის ზარი უნდა იყოს ის ფაქტი, რომ კარიბჭის მინიმალური ძაბვა, რომლისთვისაც მწარმოებელმა მიუთითა ტრანზისტორის გამომავალი წინააღმდეგობა არის 4 ვ.

ეს, როგორც ჩანს, მიანიშნებს იმაზე, რომ საველე მუშაკის მუშაობა 4 ვ-ზე ნაკლებ U gs ძაბვაზე არ იყო გათვალისწინებული.

ყოველივე ზემოთქმულის გათვალისწინებით, გადაყარეთ ტრანზისტორი.

მაგალითი 3 - IRLMS2002

ასე რომ, მოდით ამოვიღოთ ჩვენი მესამე კანდიდატი ყუთიდან. და დაუყოვნებლივ გადახედეთ მის შესრულების მახასიათებლებს.

N ტიპის არხი, ვთქვათ ყველაფერი რიგზეა.

მაქსიმალური სადრენაჟო დენი - 6,5 A. ვარგისი.

მაქსიმალური დასაშვები გადინების წყაროს ძაბვა V dss = 20V. დიდი.

გამორთვის ძაბვა - მაქს. 1.2 ვოლტი. მაინც კარგად.

ამ ტრანზისტორის გამომავალი წინააღმდეგობის გასარკვევად, ჩვენ არც კი გვჭირდება გრაფიკების ყურება (როგორც ეს გავაკეთეთ წინა შემთხვევაში) - საჭირო წინააღმდეგობა დაუყოვნებლივ მოცემულია ცხრილში მხოლოდ ჩვენი კარიბჭის ძაბვისთვის.

ლითიუმ-იონური ბატარეების დაცვა (Li-ion). მე ვფიქრობ, რომ ბევრმა თქვენგანმა იცის, რომ მაგალითად, მობილური ტელეფონის ბატარეის შიგნით არის ასევე დამცავი წრე (დაცვის კონტროლერი), რომელიც უზრუნველყოფს ბატარეის (უჯრედი, ბანკი და ა. 4.2 ვ, ან გამონადენი 2...3 ვ-ზე ნაკლები. ასევე, დამცავი წრე ზოგავს მოკლე ჩართვისგან ქილა მოკლე ჩართვის მომენტში მომხმარებლისგან თავად გათიშვით. როდესაც ბატარეა მიაღწევს მომსახურების ვადის ბოლოს, შეგიძლიათ ამოიღოთ მისგან დამცავი კონტროლის დაფა და გადააგდოთ ბატარეა. დამცავი დაფა შეიძლება სასარგებლო იყოს სხვა ბატარეის შესაკეთებლად, ქილის დასაცავად (რომელსაც არ აქვს დამცავი სქემები), ან შეგიძლიათ უბრალოდ დააკავშიროთ დაფა დენის წყაროსთან და ექსპერიმენტი გააკეთოთ.

ბევრი დამცავი დაფა მქონდა ბატარეებისთვის, რომლებიც გამოუსადეგარი გახდა. მაგრამ ინტერნეტში მიკროსქემების მარკირების ძიებამ არაფერი გამოიღო, თითქოს მიკროსქემები იყო კლასიფიცირებული. ინტერნეტში იყო დოკუმენტაცია მხოლოდ საველე ეფექტის ტრანზისტორების შეკრებებისთვის, რომლებიც შედის დაცვის დაფებში. მოდით შევხედოთ ტიპიური ლითიუმ-იონური ბატარეის დამცავი მიკროსქემის დიზაინს. ქვემოთ მოცემულია დამცავი კონტროლერის დაფა, რომელიც აწყობილია კონტროლერის ჩიპზე, სახელწოდებით VC87 და ტრანზისტორი 8814 ():

ფოტოზე ჩვენ ვხედავთ: 1 - დაცვის კონტროლერი (მთელი მიკროსქემის გული), 2 - ორი საველე ეფექტის ტრანზისტორის შეკრება (მათ შესახებ ქვემოთ დავწერ), 3 - რეზისტორი, რომელიც ადგენს დაცვის მუშაობის დენს (მაგალითად, მოკლე ჩართვა), 4 - ელექტრომომარაგების კონდენსატორი, 5 - რეზისტორი (კონტროლერის ჩიპის კვებისათვის), 6 - თერმისტორი (ზოგიერთ დაფაზე გვხვდება ბატარეის ტემპერატურის გასაკონტროლებლად).

აქ არის კონტროლერის კიდევ ერთი ვერსია (ამ დაფაზე არ არის თერმისტორი), ის აწყობილია ჩიპზე G2JH აღნიშვნით და ტრანზისტორი ასამბლეაზე 8205A ():

საჭიროა ორი საველე ეფექტის ტრანზისტორი, რომ თქვენ შეგიძლიათ ცალ-ცალკე აკონტროლოთ ბატარეის დამუხტვის დაცვა (Charge) და გამონადენის დაცვა (Discharge). თითქმის ყოველთვის იყო მონაცემთა ფურცლები ტრანზისტორებისთვის, მაგრამ არცერთი კონტროლერის ჩიპებისთვის!! და მეორე დღეს მოულოდნელად წავაწყდი საინტერესო მონაცემთა ფურცელს ლითიუმ-იონური ბატარეის დაცვის კონტროლერისთვის ().

შემდეგ კი, არსაიდან, სასწაული გამოჩნდა - მონაცემთა ფურცლის წრე ჩემს დამცავ დაფებთან შედარების შემდეგ მივხვდი: სქემები ემთხვევა, ისინი ერთი და იგივეა, კლონური ჩიპები! მონაცემთა ფურცლის წაკითხვის შემდეგ, შეგიძლიათ გამოიყენოთ მსგავსი კონტროლერები თქვენს ხელნაკეთ პროდუქტებში და რეზისტორის მნიშვნელობის შეცვლით, შეგიძლიათ გაზარდოთ დასაშვები დენი, რომელიც კონტროლერს შეუძლია უზრუნველყოს დაცვის გააქტიურებამდე.

ჯერ უნდა გადაწყვიტოთ ტერმინოლოგია.

Იმდენი არ არის გამონადენი-დამუხტვის კონტროლერები. ეს სისულელეა. გამონადენის კონტროლს აზრი არ აქვს. გამონადენის დენი დამოკიდებულია დატვირთვაზე - რამდენიც სჭირდება, იმდენს მიიღებს. ერთადერთი, რაც უნდა გააკეთოთ განმუხტვის დროს, არის ბატარეის ძაბვის მონიტორინგი, რათა თავიდან აიცილოთ ზედმეტი დატენვა. ამ მიზნით ისინი იყენებენ.

ამავე დროს, ცალკე კონტროლერები დააკისროსარა მხოლოდ არსებობს, არამედ აბსოლუტურად აუცილებელია ლითიუმ-იონური ბატარეების დატენვის პროცესისთვის. ისინი ადგენენ საჭირო დენს, განსაზღვრავენ დამუხტვის დასასრულს, აკონტროლებენ ტემპერატურას და ა.შ. დამუხტვის კონტროლერი ნებისმიერის განუყოფელი ნაწილია.

ჩემი გამოცდილებიდან გამომდინარე, შემიძლია ვთქვა, რომ დამუხტვის/განმუხტვის კონტროლერი რეალურად ნიშნავს ბატარეის დაცვის წრეს ძალიან ღრმა გამონადენისა და, პირიქით, გადატვირთვისგან.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, როდესაც ვსაუბრობთ დამუხტვის/გამონადენის კონტროლერზე, ჩვენ ვსაუბრობთ თითქმის ყველა ლითიუმ-იონურ ბატარეაში ჩაშენებულ დაცვაზე (PCB ან PCM მოდული). Ის აქ არის:

და აი ისინიც:

ცხადია, დამცავი დაფები ხელმისაწვდომია სხვადასხვა ფორმის ფაქტორებში და იკრიბება სხვადასხვა ელექტრონული კომპონენტის გამოყენებით. ამ სტატიაში განვიხილავთ ლითიუმ-იონური ბატარეების დაცვის სქემების ვარიანტებს (ან, თუ გსურთ, განმუხტვის/დამუხტვის კონტროლერებს).

დამუხტვა-გამშვები კონტროლერები

ვინაიდან ეს სახელი საზოგადოებაში კარგად არის დამკვიდრებული, ჩვენც გამოვიყენებთ მას. დავიწყოთ, ალბათ, ყველაზე გავრცელებული ვერსიით DW01 (Plus) ჩიპზე.

DW01-Plus

ლითიუმ-იონური ბატარეებისთვის ასეთი დამცავი დაფა გვხვდება მობილური ტელეფონის ყოველ მეორე ბატარეაში. ამისათვის თქვენ უბრალოდ უნდა გაანადგუროთ თვითწებვადი წარწერებით, რომელიც დამაგრებულია ბატარეაზე.

თავად DW01 ჩიპი არის ექვსფეხიანი და ორი საველე ეფექტის ტრანზისტორი სტრუქტურულად მზადდება ერთ პაკეტში 8 ფეხიანი ასამბლეის სახით.

პინი 1 და 3 აკონტროლებენ, შესაბამისად, გამონადენის დამცავი გადამრთველები (FET1) და გადატვირთვის დამცავი გადამრთველები (FET2). ზღვრული ძაბვები: 2.4 და 4.25 ვოლტი. პინი 2 არის სენსორი, რომელიც ზომავს ძაბვის ვარდნას საველე ეფექტის ტრანზისტორებზე, რაც უზრუნველყოფს დაცვას ჭარბი დენისგან. ტრანზისტორების გარდამავალი წინააღმდეგობა მოქმედებს როგორც საზომი შუნტი, ამიტომ რეაგირების ზღურბლს აქვს ძალიან დიდი გაფანტვა პროდუქტიდან პროდუქტზე.

მთელი სქემა ასე გამოიყურება:

მარჯვენა მიკროსქემა, რომელიც აღინიშნება 8205A, არის საველე ეფექტის ტრანზისტორები, რომლებიც მოქმედებენ როგორც გასაღები წრეში.

S-8241 სერია

SEIKO-მ შეიმუშავა სპეციალიზებული ჩიპები ლითიუმ-იონური და ლითიუმ-პოლიმერული ბატარეების გადატვირთვის/დატენვისგან დასაცავად. ერთი ქილის დასაცავად გამოიყენება S-8241 სერიის ინტეგრირებული სქემები.

გადატვირთვისაგან და გადატვირთვისაგან დამცავი გადამრთველები მუშაობს შესაბამისად 2.3 ვ და 4.35 ვოლტზე. დენის დაცვა გააქტიურებულია, როდესაც ძაბვის ვარდნა FET1-FET2-ზე უდრის 200 მვ-ს.

AAT8660 სერია

LV51140T

მსგავსი დაცვის სქემა ლითიუმის ერთუჯრედიანი ბატარეებისთვის, დამცავი გადატვირთვის, გადატვირთვისა და ჭარბი დამუხტვისა და გამონადენის დენებისაგან. განხორციელებული LV51140T ჩიპის გამოყენებით.

ზღვრული ძაბვები: 2,5 და 4,25 ვოლტი. მიკროსქემის მეორე ფეხი არის გადაჭარბებული დენის დეტექტორის შეყვანა (ზღვრული მნიშვნელობები: 0.2V გამორთვისას და -0.7V დატენვისას). პინი 4 არ გამოიყენება.

R5421N სერია

მიკროსქემის დიზაინი წინას მსგავსია. მუშაობის რეჟიმში, მიკროსქემა მოიხმარს დაახლოებით 3 μA, დაბლოკვის რეჟიმში - დაახლოებით 0,3 μA (ასო C აღნიშვნაში) და 1 μA (ასო F აღნიშვნაში).

R5421N სერია შეიცავს რამდენიმე მოდიფიკაციას, რომლებიც განსხვავდება დატენვის დროს საპასუხო ძაბვის სიდიდით. დეტალები მოცემულია ცხრილში:

SA57608

დამუხტვის/გამორთვის კონტროლერის კიდევ ერთი ვერსია, მხოლოდ SA57608 ჩიპზე.

ძაბვები, რომლებზეც მიკროსქემა წყვეტს ქილას გარე სქემებიდან, დამოკიდებულია ასოების ინდექსზე. დეტალებისთვის იხილეთ ცხრილი:

SA57608 მოიხმარს საკმაოდ დიდ დენს ძილის რეჟიმში - დაახლოებით 300 μA, რაც განასხვავებს მას ზემოაღნიშნული ანალოგებისგან უარესობისკენ (სადაც მოხმარებული დენი არის მიკროამპერის ფრაქციების რიგითობის მიხედვით).

LC05111CMT

და ბოლოს, ჩვენ გთავაზობთ საინტერესო გადაწყვეტას ერთ-ერთი მსოფლიო ლიდერისგან ელექტრონული კომპონენტების წარმოებაში On Semiconductor - დამუხტვა-განმუხტვის კონტროლერი LC05111CMT ჩიპზე.

გამოსავალი საინტერესოა იმით, რომ ძირითადი MOSFET-ები ჩაშენებულია თავად მიკროსქემში, ასე რომ, დანამატის ელემენტებს რჩება მხოლოდ რამდენიმე რეზისტორი და ერთი კონდენსატორი.

ჩაშენებული ტრანზისტორების გარდამავალი წინააღმდეგობა არის ~ 11 მილიოჰმი (0.011 ომსი). დატენვის/გამონადენის მაქსიმალური დენი არის 10A. მაქსიმალური ძაბვა S1 და S2 ტერმინალებს შორის არის 24 ვოლტი (ეს მნიშვნელოვანია ბატარეების ბატარეებში გაერთიანებისას).

მიკროსქემა ხელმისაწვდომია WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Dual Flag პაკეტში.

წრე, როგორც მოსალოდნელი იყო, უზრუნველყოფს დაცვას გადატვირთვის/გამონადენის, გადატვირთვის დენისა და გადატვირთვის დენისგან.

დამუხტვის კონტროლერები და დაცვის სქემები - რა განსხვავებაა?

მნიშვნელოვანია გვესმოდეს, რომ დაცვის მოდული და დამუხტვის კონტროლერები არ არის იგივე. დიახ, მათი ფუნქციები გარკვეულწილად ემთხვევა ერთმანეთს, მაგრამ ბატარეაში ჩაშენებული დაცვის მოდულის დატენვის კონტროლერად დარქმევა შეცდომა იქნება. ახლა მე აგიხსნით რა განსხვავებაა.

ნებისმიერი დამუხტვის კონტროლერის ყველაზე მნიშვნელოვანი როლი არის დატენვის სწორი პროფილის დანერგვა (ჩვეულებრივ CC/CV - მუდმივი დენი/მუდმივი ძაბვა). ანუ, დამუხტვის კონტროლერს უნდა შეეძლოს შეზღუდოს დატენვის დენი მოცემულ დონეზე, რითაც აკონტროლებს ბატარეაში „ჩასხმული“ ენერგიის რაოდენობას დროის ერთეულზე. ჭარბი ენერგია გამოიყოფა სითბოს სახით, ამიტომ ნებისმიერი დამუხტვის კონტროლერი ექსპლუატაციის დროს საკმაოდ ცხელდება.

ამ მიზეზით, დამუხტვის კონტროლერები არასოდეს არის ჩაშენებული ბატარეაში (დამცავი დაფებისგან განსხვავებით). კონტროლერები უბრალოდ სწორი დამტენის ნაწილია და მეტი არაფერი.

გარდა ამისა, არც ერთ დამცავ დაფას (ან დაცვის მოდულს, როგორც გინდათ დაარქვით) არ შეუძლია შეზღუდოს დატენვის დენი. დაფა მხოლოდ აკონტროლებს ძაბვას თავად ბანკზე და, თუ ის სცილდება წინასწარ განსაზღვრულ საზღვრებს, ხსნის გამომავალი კონცენტრატორები, რითაც წყვეტს ბანკს გარე სამყაროსგან. სხვათა შორის, მოკლე ჩართვის დაცვაც ამავე პრინციპით მუშაობს - მოკლე ჩართვის დროს ნაპირზე ძაბვა მკვეთრად ეცემა და ღრმა გამონადენის დამცავი წრე ამოქმედდება.

ლითიუმის ბატარეებისა და დამუხტვის კონტროლერების დაცვის სქემებს შორის დაბნეულობა წარმოიშვა საპასუხო ბარიერის მსგავსების გამო (~ 4,2 ვ). მხოლოდ დამცავი მოდულის შემთხვევაში ქილა მთლიანად გათიშულია გარე ტერმინალებიდან, დამტენის კონტროლერის შემთხვევაში კი გადადის ძაბვის სტაბილიზაციის რეჟიმზე და თანდათან ამცირებს დამტენის დენს.

ფასი არის 2 ცალი.

მე მჭირდებოდა ერთი მოწყობილობის კვება 18650 ლითიუმის ბატარეიდან, რომელიც მუშაობს 3 - 4 ვოლტზე. ამ იდეის განსახორციელებლად დაგვჭირდა წრე, რომელსაც შეუძლია:
1 - დაიცავით ბატარეა გადატვირთვისგან
2 - დატენეთ ლითიუმის ბატარეები
ალიექსპრესზე ვიპოვე პატარა შარფი, რომელიც ამ ყველაფერს აკეთებდა და სულაც არ იყო ძვირი.


უყოყმანოდ, მაშინვე ვიყიდე ბევრი ასეთი დაფა 3,88 დოლარად. რა თქმა უნდა, თუ 10 მათგანს იყიდით, შეგიძლიათ იპოვოთ ისინი 1 დოლარად. მაგრამ მე არ მჭირდება 10 ცალი.
2 კვირის შემდეგ დაფები ჩემს ხელში იყო.
დაინტერესებულთათვის, შეფუთვის პროცესი და სწრაფი მიმოხილვა შეგიძლიათ იხილოთ აქ:

დამტენის წრე მზადდება სპეციალიზებულ TP4056 კონტროლერზე
რომლის აღწერა:
მეორე ფეხიდან მიწამდე არის 1.2 kOhm წინააღმდეგობა (დაფაზე მითითებულია R3), ამ წინააღმდეგობის მნიშვნელობის შეცვლით შეგიძლიათ შეცვალოთ ბატარეის დატენვის დენი.


თავდაპირველად ღირს 1.2 kOhm, რაც ნიშნავს, რომ დამუხტვის დენი არის 1 ამპერი.

ამ დაფასთან დაკავშირება შესაძლებელია სხვა სხვა გადამყვანები. მაგალითად, თუ დააკავშირებთ ასეთ DC/DC გადამყვანს


შემდეგ ჩვენ ვიღებთ რაღაც Power Bank-ს. ვინაიდან გამოსავალზე გვექნება +5V.
და თუ დააკავშირებთ უნივერსალურ გამაძლიერებელ DC/DC გადამყვანს LM2577S-ს


შემდეგ ვიღებთ გამომავალს 4-დან 26 ვოლტამდე. რაც ძალიან კარგია და დაფარავს ჩვენს ყველა საჭიროებას.
ზოგადად, ლითიუმის ბატარეის ქონა, თუნდაც ძველი ტელეფონიდან და ასეთი დაფა, ჩვენ ვიღებთ უნივერსალურ კომპლექტს მრავალი ამოცანისთვის ჩვენი მოწყობილობების კვებისათვის.
დეტალურად შეგიძლიათ ნახოთ ვიდეო მიმოხილვა:

გეგმავს +138 ყიდვას Რჩეულებში დამატება მიმოხილვა მომეწონა +56 +153