Контроллер заряда аккумулятора
Контроллер заряда аккумулятора
Портативные устройства должны содержать аккумуляторы; обычно для этих целей используются литий-ионные аккумуляторы. Хотя функциональные характеристики современной электроники продолжают улучшаться, сам аккумулятор практически не меняется.
контроллер заряда аккумулятора
Емкость и функциональные характеристики аккумулятора существенно возросли, но общий принцип работы остался прежним. Аккумуляторы могут сильно перегреться и выйти из строя во время зарядки. При чрезмерной разрядке напряжение может упасть ниже критического уровня, что приведет к деградации компонентов и предотвращению новой зарядки. Поэтому для управления процессом зарядки аккумулятора используется электронная схема, называемая контроллером.
Это устройство используется в схемах сотовых телефонов, ноутбуков и других портативных электронных устройств. Солнечные и ветряные батареи требуют контроллеров батарей. Входит в состав источников бесперебойного питания и другого оборудования.
Алгоритм процесса заряда аккумулятора
Чтобы понять, как заряжается батарея, рассмотрим схему, содержащую только резистор и саму батарею.
Как проверить заряд аккумулятора с помощью резистора
в нашем примере мы используем аккумулятор 18650 емкостью 2400мАч, пороговое значение напряжения 2,8-4,3В, питание 5В и максимальный ток 1А. Рассчитаем необходимые параметры резистора. В данном случае будем считать, что аккумулятор в нормальном состоянии и не полностью разряжен. Давайте подзарядим батарейки. Во-первых, при минимальном напряжении батареи и максимальном токе падение напряжения на Ur — резисторе должно составлять 2,2 Вольта (это и есть Uип — разница между напряжением питания 5 В и начальным значением напряжения батареи).
По этим данным вычисляем R — начальное сопротивление на резисторе и Pr — рассеиваемую мощность:
R= Ur/I = 2,2/1 = 2,2 Ом, где I — максимальный ток источника питания.
Пр=И2Р=1х1х2,2=2,2Вт.
Когда напряжение аккумулятора достигнет 4,2 В, ток зарядки Icharge составит:
Изар=(Ui -4,2)/R=(5-4,2)/2,2 = 0,3 А.
Получается, что для зарядки нам нужен резистор, работающий в этих характеристиках. Но в этой схеме приходится постоянно проверять напряжение аккумулятора, чтобы не пропустить момент, когда напряжение достигнет максимального значения 4,2 В.
Важно! Теоретически аккумулятор можно заряжать без отдельной схемы защиты, но контролировать напряжение и зарядный ток невозможно. Да, этот вариант можно использовать 1-2 раза, но нет гарантии, что аккумулятор не выйдет из строя.
Читайте также статью: как войти в сбербанк онлайн по фейс айди
Основные функции контроллеров
Контроллер заряда выполняет три основные задачи:
- Оптимизация энергосистемы;
- Экономьте ресурсы;
- Избегайте фатальных неудач.
контроллер батареи
Контроллеры имеют разные функции. Они регулируют подачу тока так, чтобы нормативный ток был меньше максимального зарядного тока, но в то же время превышал ток саморазряда. Эти устройства контролируют все этапы разрядки и зарядки аккумулятора в зависимости от его структуры и химического состава.
Если мы говорим об аккумуляторе ноутбука, то контроллер также компенсирует поток энергии, возникающий при одновременной зарядке и работе компьютера. Иногда оборудование оснащается термодатчиками для аварийного отключения в случае перегрева или переохлаждения.
Если в системе одновременно используется несколько аккумуляторов, контроллер обеспечивает зарядку только тех аккумуляторов, которые еще не заряжены.
Видео: Контроллер заряда — разряда аккумулятора XY-CD60 Обзор, настройка, подключение
Для предотвращения утечек газа и взрывов в некоторых моделях контроллеров заряда аккумуляторов используются датчики давления.
Уведомление! Работа любого контроллера должна обеспечивать правильное соотношение постоянного тока и постоянного напряжения (CC/CV). Если во время зарядки подается слишком много энергии, излишек передается контроллеру в виде тепла. Поэтому сам контроллер никогда не встраивается в батарею, он включен в общую схему, а всегда размещается отдельно. Но как сделать устройство своими руками?
Простые схемы
Одним из наиболее распространенных контроллеров является встроенная версия DW01. Он используется на большинстве мобильных устройств. Внешне компонент представляет собой электронную плату, на которой установлены все необходимые компоненты.
DW01 имеет 6 выходов и полевой транзистор смонтирован в корпусе с 8 выходами — это микросхема 8205А.
Контроллер с DW01
Вывод 1 защищает полевой транзистор 1 от разрядки (пороговое напряжение 2,4 В), а вывод 2 защищает полевой транзистор 2 от переразряда (пороговое напряжение 4,25 В). Выход 2 подключен к датчику, регистрирующему параметры напряжения полевого транзистора. Таким образом, батарея находится под контролем и перегрузка по току не возникает. Порог срабатывания может меняться в зависимости от значения сопротивления транзистора, который является измерительным шунтом в схеме. Даже если сработала защита от глубокого разряда, в полевом транзисторе потребуются дополнительные паразитные диоды для зарядки аккумулятора. Когда FET2 заряжается или выключается, ток разряда течет через эти же паразитные диоды.
В этой схеме контроллер заряда имеет задачу отключения аккумулятора при его полной разрядке или полном заряде, т.е достижении значения 4,25В. Вместо DW01, S8210, K091, JW01, JW11 и других подобных микросхем можно использовать NE57600, G2J, G3J, S8261.
Чип-контроллер со встроенным транзистором
Микросхема LC05111CMT уже содержит полевой транзистор, здесь используются только дополнительный конденсатор и резистор. В этой схеме используется встроенный транзистор с переходным сопротивлением 0,011 Ом. Вот простая схема изготовления аккумулятора своими руками. Максимальное сопротивление между контактами S1 и S2 составляет 24 В, а максимальный ток заряда/разряда — 10 А.
Все самодельное оборудование должно соответствовать указанным параметрам, иначе корректная работа аккумулятора не будет обеспечена.
Читайте также статью: Полуавтоматический сварочный аппарат
