Li-ion литий ионный
Контроллер разряда для литий-ионных аккумуляторов
жүктеу/скачать 2.17 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Схема контроллера литий-ионного аккумулятора
- Защита от перезаряда (Overcharge Protection).
- Защита от переразряда (Overdischarge Protection).
- Контроллер заряда-разряда (PCM) для Li-Ion батареи 14,8В 4А 4S-EBD01-4
Контроллер разряда для литий-ионных аккумуляторовhttp://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=116399 Приветствую вас, глубокоуважаемые радиокоты! В силу современности широко набирают обороты литий-ионные аккумуляторы. Как известно, у них прекрасные характеристики по выдаваемой мощности, сроку службы и все это при сравнительно небольших размерах. Но у них есть один небольшой недостаток: обязательно нужен контроль заряда и разряда. Иначе они просто необратимо выйдут из строя. Надеюсь, что обсуждение моей ситуации поможет другим в подобной проблеме: в шуруповерте вышла из строя кнопка, а именно микросхема, спрятанная в компаунде. Такой кнопки у нас нигде нет, поэтому пришлось переделать ее, исключив электронную начинку полностью, оставив только контакт замыкания цепи электромоторчика. Через некоторое время выяснилось, что аккумуляторы разрядились больше допустимой нормы и дальнейшая зарядка не помогает. Я сделал вывод о том, что микросхема в кнопке отвечала не только за кол-во оборотов в минуту, но и за контроль разряда. Разобрав аккумулятор я узнал, что из 5 банок все-таки 3 рабочие. Имеется второй такой же "полурабочий" аккумулятор. То есть, можно из двух собрать один. Но проблема окончательно решится, если собрать контроллер разряда самому (а заодно и разобраться как он работает) и встроить его в шуруповерт. Контроллер заряда уже имеется в зарядном устройстве. В интернете увы об этом сказано мало и того что мне нужно там я не нашел. Чувствую весенний запах микроконтроллеров 
http://www.kosmopoisk72.ru/index.php?op ... &Itemid=70 Здесь контроллер действует только на 2 банки. Помогите пожалуйста рассчитать его так, чтобы он действовал для пяти банок. http://www.radioscanner.ru/forum/topic38439.html здесь он действует только для одной банки. http://radiokot.ru/konkursCatDay2014/06/ Здесь он слишком сложен, т. к. необходим программатор и соответствующая микросхема. Кроме того в данной схеме еще плюс ко всему заложен еще и контроллер заряда. Я начинающий радиолюбитель. Может имеется что-то из более доступного и простого? Если нет, тогда я с удовольствием готов освоить микроконтроллеры. 1. Подскажите, как рассчитать контроллер разряда для 5 банок? 2. Если лучший вариант будет на микроконтроллере, то какой именно приобрести? 3. Каким самодельным (наиболее простым) программатором его можно запрограммировать? 4. Как самому написать программу (код) для микроконтроллера? 5. Может лучше контролировать разряд 5 банок, взяв за основу одну? И встроить его в сам аккумулятор, а не в шуруповерт? Просто если в шуруповерт, то одной схемы хватит и на первый аккумулятор и на второй. (я же ведь их два сразу не могу включить  )
Ток нагрузки шуруповерта, как известно большой: 10-12 А. Номинальное напряжение одной банки стандартно: 3,7 В, следовательно пяти банок: 18,5 В. Было бы здорово, если бы еще была защита от КЗ ( то есть если бы пошел ток свыше 12 А) Решение там одно.. использовать готовые платы защиты. Или колхозить с умощнением ключей для встроенных в сотовые и прочие маломощные платки или брать готовые типа таких http://zapas-m.ru/shop/UID_282.html (там по ссылке есть и более мощные, я выкидывал ИС ключи и ставил обычные полевики. Схема контроллера литий-ионного аккумулятораУстройство и принцип работы защитного контроллера Li-ion/polymer аккумулятора
Если расковырять любой аккумулятор от сотового телефона, то можно обнаружить, что к выводам ячейки аккумулятора припаяна небольшая печатная плата. Это так называемая схема защиты, или Protection IC. Из-за своих особенностей литиевые аккумуляторытребуют постоянного контроля. Давайте разберёмся более детально, как устроена схема защиты, и из каких элементов она состоит. Рядовая схема контроллера заряда литиевого аккумулятора представляет собой небольшую плату, на которой смонтирована электронная схема из SMD компонентов. Схема контроллера 1 ячейки ("банки") на 3,7V, как правило, состоит из двух микросхем. Одна микросхема управляющая, а другая исполнительная – сборка двух MOSFET-транзисторов. На фото показана плата контроллера заряда от аккумулятора на 3,7V. 
Микросхема с маркировкой DW01-P в небольшом корпусе – это по сути "мозг" контроллера. Вот типовая схема включения данной микросхемы. На схеме G1 - ячейка литий-ионного или полимерного аккумулятора. FET1, FET2 - это MOSFET-транзисторы. 
Цоколёвка, внешний вид и назначение выводов микросхемы DW01-P. 
Транзисторы MOSFET не входят в состав микросхемы DW01-P и выполнены в виде отдельной микросхемы-сборки из 2 MOSFET транзисторов N-типа. Обычно используется сборка с маркировкой 8205, а корпус может быть как 6-ти выводной (SOT-23-6), так и 8-ми выводной (TSSOP-8). Сборка может маркироваться как TXY8205A, SSF8205, S8205A и т.д. Также можно встретить сборки с маркировкой 8814 и аналогичные. Вот цоколёвка и состав микросхемы S8205A в корпусе TSSOP-8. 
Два полевых транзистора используются для того, чтобы раздельно контролировать разряд и заряд ячейки аккумулятора. Для удобства их изготавливают в одном корпусе. Тот транзистор (FET1), что подключен к выводу OD (Overdischarge) микросхемы DW01-P, контролирует разряд аккумулятора – подключает/отключает нагрузку. А тот (FET2), что подключен к выводу OC (Overcharge) – подключает/отключает источник питания (зарядное устройство). Таким образом, открывая или закрывая соответствующий транзистор, можно, например, отключать нагрузку (потребитель) или останавливать зарядку ячейки аккумулятора. Давайте разберёмся в логике работы микросхемы управления и всей схемы защиты вцелом. Защита от перезаряда (Overcharge Protection).Как известно, перезаряд литиевого аккумулятора свыше 4,2 – 4,3V чреват перегревом и даже взрывом. Если напряжение на ячейке достигнет 4,2 – 4,3V (Overcharge Protection Voltage - VOCP), то микросхема управления закрывает транзистор FET2, тем самым препятствуя дальнейшему заряду аккумулятора. Аккумулятор будет отключен от источника питания до тех пор, пока напряжение на элементе не снизится ниже 4 – 4,1V (Overcharge Release Voltage – VOCR) из-за саморазряда. Это только в том случае, если к аккумулятору не подключена нагрузка, например он вынут из сотового телефона. Если же аккумулятор подключен к нагрузке, то транзистор FET2 вновь открывается, когда напряжение на ячейке упадёт ниже 4,2V.
Далее микросхема управления DW01-P перейдёт в режим сна (Power Down) и потребляет ток всего 0,1 мкА. (при напряжении питания 2V). Тут есть весьма интересное условие. Пока напряжение на ячейке аккумулятора не превысить 2,9 – 3,1V (Overdischarge Release Voltage - VODR), нагрузка будет полностью отключена. На клеммах контроллера будет 0V. Те, кто мало знаком с логикой работы защитной схемы могут принять такое положение дел за "смерть" аккумулятора. Вот лишь маленький пример. Миниатюрный Li-polymer аккумулятор 3,7V от MP3-плеера. Состав: управляющий контроллер - G2NK (серия S-8261), сборка полевых транзисторов - KC3J1. 
Аккумулятор разрядился ниже 2,5V. Схема контроля отключила его от нагрузки. На выходе контроллера 0V. 
При этом если замерить напряжение на ячейке аккумулятора, то после отключения нагрузки оно чуть подросло и достигло уровня 2,7V. 
Чтобы контроллер вновь подключил аккумулятор к "внешнему миру", то есть к нагрузке, напряжение на ячейке аккумулятора должно быть 2,9 – 3,1V (VODR). Тут возникает весьма резонный вопрос. По схеме видно, что выводы Стока (Drain) транзисторов FET1, FET2 соединены вместе и никуда не подключаются. Как же течёт ток по такой цепи, когда срабатывает защита от переразряда? Как нам снова подзарядить "банку" аккумулятора, чтобы контроллер опять включил транзистор разряда - FET1? Дело в том, что внутри полевых транзисторов есть так называемые паразитные диоды – они являются результатом технологического процесса изготовления MOSFET-транзисторов. Вот именно через такой паразитный (внутренний) диод транзистора FET1 и будет течь ток заряда, так как он будет включен в прямом направлении. Если порыться в даташитах на микросхемы защиты Li-ion/polymer (в том числе DW01-P,G2NK), то можно узнать, что после срабатывания защиты от глубокого разряда, действует схема обнаружения заряда - Charger Detection. То есть при подключении зарядного устройства схема определит, что зарядник подключен и разрешит процесс заряда. Зарядка до уровня 3,1V после глубокого разряда литиевой ячейки может занять весьма длительное время - несколько часов. Чтобы восстановить литий-ионный/полимерный аккумулятор можно использовать специальные приборы, например, универсальное зарядное устройство Turnigy Accucell 6. О том, как это сделать, я уже рассказывал здесь. Именно этим методом мне удалось восстановить Li-polymer 3,7V аккумулятор от MP3-плеера. Зарядка от 2,7V до 4,2V заняла 554 минуты и 52 секунды, а это более 9 часов! Вот столько может длиться "восстановительная" зарядка.
Кроме всего прочего, в функционал микросхем защиты литиевых акумуляторов входит защита от перегрузки по току (Overcurrent Protection) и короткого замыкания. Защита от токовой перегрузки срабатывает в случае резкого падения напряжения на определённую величину. После этого микросхема ограничивает ток нагрузки. При коротком замыкании (КЗ) в нагрузке контроллер полностью отключает её до тех пор, пока замыкание не будет устранено.
жүктеу/скачать 2.17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
