Li-ion литий ионный
жүктеу/скачать 2.17 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Его сильные стороны
- Li-pol литий полимерный
- И так что такое чистая "банка" или кто стоит на страже вашего аккумулятора
- И так встречайте: Контроллер заряда Li pol Li ion батареи или Protection IC for Cell Battery Pack
- Постараюсь доступно рассказать как это работает
Li-ion литий ионныйhttp://club.dns-shop.ru/Doing/blog/%D0%90%D0%BA%D0%BA%D1%83%D0%BC%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%80%D1%8B-%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%82%D1%8C-%D0%B8-%D1%81-%D1%87%D0%B5%D0%BC-%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%82%D1%8C/ 
Тут начинается самое вкусное: Ведь это он на пару со своим братом литий полимером, питает ваш мобильник, ваш ноутбук, и многое другое. Его сильные стороны*большая плотность заряда *Возможность заряда большими токами (то есть его можно зарядить достаточно быстро) *В виде полноценной АКБ не требует обслуживания (но об этом чуть ниже ) *Низкий саморазряд *Терпит большие токи разряда минусы*не любит минусовых температур. *не любит полного разряда, дохнет тут же. *при полном заряде теряет емкость (тут требуется емкое пояснение и оно будет ниже ) Li-pol литий полимерныйЭто продвинутая версия Li-ion, в частности Li-pol не имеют жесткого (металлического корпуса) что делает их тонкими и легкими. 
Где то тут нужно сказать о том что "расскачка" li pol аккумуляторов бесполезное и бессмысленное дело, так как LI pol не имеет "эффекта памяти". По сути весь его внутренний мир укутан в жесткий целлофан, это же является как плюсом так и минусом, повредить его не так уж и сложно, а удачно поврежденный литийполимер способен возгореться, а горят они достаточно ярко и сильно. Тут я сделаю отступление, в интернете можно часто встретить информацию что литийполимеры имеют малый срок жизни (это не совсем так ), ведь процесс не стоит на месте и появляются аккумуляторы все большей и большей плотности и более увеличенной живучестью. По личному опыту могу сказать многое зависит от качества самого Li pol, в среднем качественный Li pol держит смело 3 -4 года а то и все 5 лет до начала ощутимой потери емкости (как правило потеря емкости происходит постепенно ). То есть он не раз и сдох,а раз и телефон стал работать на 5-10 минут меньше. Также в интернете есть статьи про использование литийполимеров где всячески пугают потребителя мол постоянно заряжаемый Li pol проживет дольше, вот например где есть такая табличка 
и мол аккумулятор разряженный полностью проживет 500 циклов заряда, а аккумулятор разряженный на 90% проживет 4700 циклов заряда, бредом я это конечно назвать не могу, так как доля правды в этом есть, но есть вещи которые просто не учтены совсем: 1 100% заряженные Li pol теряют емкость (так называемый эффект старения ) 2 Если опираясь на эту табличку добавить еще параметр "время разряда" и "частоту заряда" то в конечных расчетах вы получите приблизительно одно и тоже время жизни Li pol аккумулятора 3 Многие статьи по использованию Li pol написаны для людей кто использует чистые "банки" (и мало где это упоминается) И так что такое чистая "банка" или кто стоит на страже вашего аккумулятораВ каждом Li pol аккумуляторе (далее АКБ) есть эдакий страж который защищает вашу АКБ от неправильной эксплуатации, продлевая ей жизнь. И так встречайте: Контроллер заряда Li pol Li ion батареи или Protection IC for Cell Battery Pack
В частности это уже готовая плата, вариантов которой может быть множество. Например микросхем может быть больше, у сотовых телефонов батареи имеют 3 контакта и более, дополнительные микросхемы по третьему контакту могут передавать информацию о температуре батареи или ее идентификационный номер который говорит телефону что батарея именно от него. Тут отмечу что данную микросхему обмануть не вскрывая и не воздействуя на нее на прямую невозможно, так что переживать о том что ваш аккумулятор сдохнет от перезаряда или глубокого разряда не стоит, но и не стоит забывать о дефектах всякое бывает. Так же встречал заблуждение что контроллер питания в смартфоне контролирует заряд разряд акб и мол если он врет уровень заряда который отображает на экране телефона (смартфона и т.д)то АКБ при заряде может быть перезаряжена - это не так, то есть даже если в телефоне батарея встроена (несъемная ) она все равно имеет свой контроллер а контроллер питания смартфона (телефона) следит за энергопотреблением аппарата, и собирает статистику из которой указывает заряд батареи, бывает и так что они совмещены но это не значит что если он показывает неверный уровень заряда то батарея будет перезаряжена или глубоко разряжена. Постараюсь доступно рассказать как это работает:
1 Сама "банка" 2 клеммы (контакты)"банки" 3 сам контроллер 4 клеммы к котором подключается потребитель (телефон ) Чистый Li pol имеет свой рабочий диапазон напряжений приблизительно от 3 вольт до 4.2 вольта то есть если разряд опуститься ниже 3 вольт (точка заряда 0% ) то на Li pol это негативно скажется (глубокий разряд) , ровно так же если напряжение будет выше 4.2 вольт(точка 100 % заряда) то это уже будет перезаряд. И так, контроллер следит за этими напряжениями и когда на "банке" (1) оно равно ~ 3.2 вольта он отключает клеммы (2) тоже самое происходит если на "банке" ~ 3.8-4 вольта (эти напряжения задаются на заводе и могут колебаться как и рабочий диапазон Li pol ) хитрость тут вот в чем контроллер не допускает слишком низкого разряда оставляя 3.2 вместо 3 вольт и полного заряда 4 вольта вместо 4.2 то есть рабочий диапазон получается 10% -90%, что позволяет продлить жизнь АКБ. Так же контроллер следит и за тем что твориться на "выходе" (4) если на выходе слишком большая нагрузка или короткое замыкание клеммы "банки" (2) отключаются. Еще контроллер заряда может "забраковать" банку, например если разряженный аккумулятор долго хранился и из за саморазряда напряжение опустилось например до ~ 2.5в то есть все шансы что вновь АКБ не заработает, контроллер просто не будет подавать напряжение на "банку" при заряде. Если кому интересно всегда есть шанс запустить такой аккумулятор, не без последствий конечно, но есть все шансы что он вполне еще поживет. Для начала нужно разобрать,изъять АКБ, замерить прибором (вольтметром,мультиметром) ток на клеммах (2)(дабы быть уверенным что банка жива и имеет хоть какой то заряд, если он ниже 1-2 вольта, смело в мусорку) после чего разобраться где плюс где минус, разобравшись с полярностью падать ток от блока питания,зарядника на клеммы "банки" (2) и зарядить до 3 вольт, главное чтобы сила тока блока питания,зарядника не превышала ёмкость банки и напряжение было в диапазоне 4-5вольт . После чего можно пробовать вставить АКБ на свое законное место и попытаться зарядить штатным зарядным устройством, если АКБ начнет заряжаться, то возможно вам повезло и какая то полезная емкость все же осталась. См. Радио №11 2013 стр. 21 ЗУ для литиевого аккумулятора. (там же – ссылки на литературу) Простое зарядное устройство для литиевого аккумулятора схема http://full-chip.net/analogovaya-elektronika/76-prostoe-zaryadnoe-ustroystvo-dlya-litievogo-akkumulyatora-shema.html 21-09-2014, 16:27 Автор: max
Простое зарядное устройство, позволяет правильно зарядить литиевый аккумулятор, что существенно продлит срок его службы. Зарядное устройство работает по принципу зарядки аккумулятора стабильным током до напряжения 4.15 - 4.2V. после чего переходит в режим зарядки стабильным напряжением. Когда зарядка окончиться светодиод D1 погаснет что означает что зарядка окончена... 
Технические характеристики зарядного устройства: Напряжение питания: 9 - 20 В; Номинальный ток заряда: 0,5 А; Напряжение стабилизации: 4,1 - 4,2 В Простое зарядное устройство для литиевого аккумулятора схема Настройка схемы: Все что необходимо сделать при настройке, это выставить подстроечным резистором RV1, напряжение на выходе зарядного устройства без нагрузки, для Li-ion аккумулятора 4.2V. На этом наладка закончена устройством можно пользоваться. Начальный ток заряда можно скорректировать в большую или меньшую сторону резистором R5. Обратите внимание резисторы R2 и R5 должны быть мощностью 2 Вт. Микросхему стабилизатора LM317 необходимо установить на радиатор. ОДНОВРЕМЕННАЯ ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ ЛИТИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ
Сейчас всё большую популярность набирают литиевые аккумуляторы. Особенно пальчиковые, типа 18650, на 3,7 В 3000 мА. Ни сколько не сомневаюсь, что ещё 3-5 лет, и они полностью вытеснят никель-кадмиевые. Правда остаётся открытым вопрос про их зарядку. Если со старыми АКБ всё понятно - собирай в батарею и через резистор к любому подходящему блоку питания, то тут такой фокус не проходит. Но как же тогда зарядить сразу несколько штук, не используя дорогие фирменные балансировочные ЗУ? ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ - простая схема Теория 
Для последовательного соединения аккумуляторов, обычно к плюсу электрической схемы подключают положительную клемму первого последовательное соединение аккумуляторов аккумулятора. К его отрицательной клемме подключают положительную клемму второго аккумулятора и т.д. Отрицательную клемму последнего аккумулятора подключают к минусу блока. Получившаяся при последовательном соединении аккумуляторная батарея имеет ту же емкость, что и у одиночного аккумулятора, а напряжение такой батареи равно сумме напряжений входящих в нее аккумуляторов. Значит если аккумуляторы имеют одинаковые напряжения, то напряжение батареи равно напряжению одного аккумулятора, умноженному на количество аккумуляторов в аккумуляторной батарее. Энергия, накопленная в АКБ, равна сумме энергий отдельных аккумуляторов (произведению энергий отдельных аккумуляторов, если аккумуляторы одинаковые), независимо от того, как соединены аккумуляторы - параллельно или последовательно. Литий-ионные батареи просто подключить к БП нельзя - нужно выравнивание зарядных токов на каждом элементе (банке). Балансировку проводят при зарядке аккумулятора, когда энергии много и её можно сильно не экономить и поэтому без особых потерь можно воспользоваться пассивным рассеиванием "лишнего" электричества. Никель-кадмиевые АКБ не требуют дополнительных систем, поскольку каждое звено при достижении его максимального напряжения заряда перестает принимать энергию. Признаки полного заряда Ni-Cd - это увеличение напряжения до определенного значения, а затем его падение на несколько десятков милливольт, и повышение температуры - так что лишняя энергия сразу превращается в тепло. У литиевых аккумуляторов наоборот. Разрядка до низких напряжений вызывает деградацию химии и необратимое повреждение элемнта, с ростом внутреннего сопротивления. В общем они не защищены от перезаряда, и можно потратить много лишней энергии, резко сокращая тем самым время их службы. Если соединить несколько литиевых элементов в ряд и запитать через зажимы на обоих концах блока, то мы не можем контролировать заряд отдельных элементов. Достаточно того, что одно из них будет иметь несколько более высокое сопротивление или чуть меньшую емкость, и это звено гораздо быстрее достигнет напряжения заряда 4,2 В, в то время как остальные будут еще иметь 4,1 В. И когда напряжение всего пакета достигнет напряжение заряда, может оказаться, что эти слабые звенья заряжены до 4,3 Вольт или даже больше. С каждым таким циклом будет происходить ухудшение параметров. К тому же Li-Ion является неустойчивым и при перегрузке может достичь высокой температуры, а, следовательно, взорваться. ЗАРЯДКА Блока литиевых АККУМУЛЯТОРОВ Чаще всего на выходе источника зарядного напряжения ставится устройство, называемое "балансиром". Простейший тип балансира - это ограничитель напряжения. Он представляет из себя компаратор, сравнивающий напряжение на банке Li-Ion с пороговым значением 4,20 В. По достижении этого значения приоткрывается мощный ключ-транзистор, включенный параллельно элементу, пропускающий через себя большую часть тока заряда и превращающий энергию в тепло. На долю самой банки при этом достается крайне малая часть тока, что, практически, останавливает ее заряд, давая дозарядиться соседним. Выравнивание напряжений на элементах батареи с таким балансиром происходит только в конце заряда по достижении элементами порогового значения. Упрощённая схема балансира для АКБ 
Структурная схема балансира для АКБ Вот упрощённая схема балансира тока на базе TL431. Резисторы R1 и R2 устанавливают напряжение 4,20 Вольт, или можно выбрать другие, в зависимости от типа батареи. Эталонное напряжение для регулятора снимается с транзистора, и уже на границе 4,20 В система начнет приоткрывать транзистор, чтобы не допустить превышения заданного напряжения. Минимальное увеличение напряжения вызовет очень быстрый рост тока транзистора. Во время тестов, уже при 4,22 В (превышение на 20 мВ), ток составил более 1 А. 
ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ - балансир Сюда подходит в принципе любой транзистор PNP, работающий в диапазоне напряжений и токов, которые нас интересуют. Если батареи должны быть заряжены током 500 мА. Расчет его мощности прост: 4,20 В х 0,5 А = 2,1 В, и столько должен потерять транзистор, что вероятно, потребует небольшого охлаждения. Для зарядного тока 1 А или больше мощность потерь, соответственно, растет, и все труднее будет избавиться от тепла. Во время теста были проверены несколько разных транзисторов, в частности BD244C, 2N6491 и A1535A - все они ведут себя одинаково. ЗАРЯДКА НЕСКОЛЬКИХ АККУМУЛЯТОРОВ - транзисторы Делитель напряжения R1 и R2 следует подобрать так, чтобы получить нужное напряжение ограничения. Для удобства вот несколько значений после применения которых, мы получим следующие результаты: R1 + R2 = Vo 22K + 33K = 4,166 В 15К + 22K = 4,204 В 47K + 68K = 4,227 В 27K + 39K = 4,230 В 39K + 56K = 4,241 В 33K + 47K = 4,255 В Схема устройства для балансировки аккумуляторов 
Схема устройства для балансировки аккумуляторов Это аналог мощного стабилитрона, нагруженного на низкоомную нагрузку, роль которой здесь выполняют диоды D2...D5. Микросхема D1 измеряет напряжение на плюсе и минусе аккумулятора и если оно поднимается выше порога, открывает мощный транзистор, пропуская через себя весь ток от ЗУ. Как соединяется всё это вместе и к блоку питания - смотрите далее. 
Схема устройства для балансировки аккумуляторов литиевых Блоки получаются действительно маленькие, и вы можете смело устанавливать их сразу на элементе. Следует только иметь в виду, что на корпусе транзистора возникает потенциал отрицательного полюса батареи, и вы должны быть осторожны при установке систем общего радиатора - надо использовать изоляцию корпусов транзисторов друг от друга. Испытания Сразу 6 штук балансировочных блоков понадобились для одновременной зарядки 6 аккумуляторов 18650. 
Элементы видны на фото ниже. одновременная зарядка нескольких аккумуляторов 18650 Все элементы зарядились ровно до 4,20 вольта (напряжение были выставлены потенциометрами), а транзисторы стали горячие, хотя и обошлось без дополнительного охлаждения - зарядка током 500 мА. Таким образом, можно смело рекомендовать данный метод для одновременного заряда нескольких литиевых аккумуляторов от общего источника напряжения. http://radioskot.ru/publ/zu/zarjadka_neskolkikh_akkumuljatorov/8-1-0-909 жүктеу/скачать 2.17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
