Lityum-ion batareyalarni himoya qilish (Li-ion). O'ylaymanki, ko'plaringiz, masalan, uyali telefon batareyasining ichida batareyaning (hujayra, bank va boshqalar) kuchlanishdan ortiqcha zaryadlanmasligini ta'minlaydigan himoya sxemasi (himoya boshqaruvchisi) mavjudligini bilasiz. 4,2 V dan , yoki 2...3 V dan kam zaryadsizlangan. Shuningdek, himoya zanjiri qisqa tutashuv vaqtida iste'molchidan qutining o'zini uzib, qisqa tutashuvlardan qutqaradi. Batareyaning ishlash muddati tugagach, siz undan himoya boshqaruv panelini olib tashlashingiz va batareyani o'zi tashlashingiz mumkin. Himoya paneli boshqa batareyani ta'mirlash, qutini himoya qilish uchun foydali bo'lishi mumkin (uning himoya sxemalari mavjud emas) yoki siz shunchaki platani quvvat manbaiga ulashingiz va u bilan tajriba o'tkazishingiz mumkin.
Menda yaroqsiz bo'lib qolgan batareyalar uchun ko'plab himoya plitalari bor edi. Ammo Internetda mikrosxemalarning belgilarini izlash hech qanday natija bermadi, go'yo mikrosxemalar tasniflangan. Internetda faqat himoya panellariga kiritilgan dala effektli tranzistorlarni yig'ish uchun hujjatlar mavjud edi. Keling, odatda lityum-ion batareyani himoya qilish sxemasining dizaynini ko'rib chiqaylik. Quyida VC87 deb nomlangan kontroller chipiga va 8814 tranzistorlar yig'ilishiga o'rnatilgan himoya boshqaruv paneli mavjud:
Suratda biz ko'rib turibmiz: 1 - himoya boshqaruvchisi (butun sxemaning yuragi), 2 - ikkita dala effektli tranzistorlarni yig'ish (ular haqida quyida yozaman), 3 - rezistor himoya ish oqimini o'rnatadi (masalan, ish paytida). qisqa tutashuv), 4 - quvvat manbai kondansatörü, 5 - rezistor (nazoratchi chipini quvvatlantirish uchun), 6 - termistor (batareya haroratini nazorat qilish uchun ba'zi platalarda topilgan).
Mana, boshqaruvchining yana bir versiyasi (bu platada termistor yo'q), u G2JH belgisiga ega chipga va 8205A tranzistor yig'ilishiga ():
Batareyaning zaryadlashdan himoyasini (zaryad qilish) va zaryadsizlanishdan himoya qilishni (deşarj) alohida boshqarishingiz uchun ikkita dala effektli tranzistor kerak bo'ladi. Deyarli har doim tranzistorlar uchun ma'lumotlar jadvallari mavjud edi, lekin kontroller chiplari uchun hech qanday! Va boshqa kuni men to'satdan lityum-ion batareyani himoya qilish boshqaruvchisi () uchun qiziqarli ma'lumotlar jadvaliga duch keldim.
Va keyin, kutilmaganda, mo''jiza paydo bo'ldi - ma'lumotlar varag'idagi sxemani himoya platalarim bilan taqqoslagandan so'ng, men tushundim: sxemalar mos keladi, ular bir xil narsa, klon chiplari! Ma'lumotlar varag'ini o'qib chiqqandan so'ng, siz o'zingizning uy qurilishi mahsulotlaringizda shunga o'xshash kontrollerlardan foydalanishingiz mumkin va qarshilik qiymatini o'zgartirib, himoya ishga tushirilgunga qadar nazoratchi etkazib beradigan ruxsat etilgan oqimni oshirishingiz mumkin.
Batareyalar haqiqatan ham yoqmaydigan ikkita narsa bor: ortiqcha zaryadlash va ortiqcha zaryadlash. Va agar birinchi muammo zamonaviy zaryadlovchilar tomonidan muvaffaqiyatli hal qilinsa (eng oddiy rektifikatorlar bundan mustasno), u holda kritik darajadan past zaryadsizlanish bilan vaziyat yomonlashadi - deyarli hech qachon batareya bilan ishlaydigan qurilmalar ortiqcha zaryaddan himoya qilmaydi. Tasodifiy zaryadsizlanishni istisno qilish mumkin emas - siz shunchaki qurilmani o'chirishni unutganingizda va u zaryadsizlanadi, zaryadsizlanadi ... Ushbu muammoni hal qilish uchun o'z-o'zini yig'ish uchun oddiy past kuchlanishli zanjirni ajratish moduli taklif etiladi. Ushbu sxema juda oddiy va har qanday lityum yoki qo'rg'oshin kislotali akkumulyatorga qo'llanilishi mumkin. Tabiiyki, o'chirish chegarasi batareyaga qarab sozlanishi mumkin.
Batareyani himoya qilish blokining diagrammasi
U qanday ishlaydi. Qayta tiklash tugmasi bosilganda, N-kanalli MOSFET quvvat tranzistorining eshigiga musbat kuchlanish qo'llaniladi.
Agar U1 zener diyotining chiqishidagi kuchlanish R4, R5 va R6 dan tashkil topgan kuchlanish bo'luvchi tomonidan aniqlanganidek 2,5 voltdan yuqori bo'lsa, U1 ning katodi uning anodiga ulanadi va uni emitentga nisbatan salbiy qiladi, R2 asosiy oqimni xavfsiz qiymatga cheklaydi va U1 ni ishlatish uchun etarli oqim beradi. Va tranzistor Q1, hatto tiklash tugmachasini bo'shatganingizda ham kontaktlarning zanglashiga olib keladi.
Agar U1 dagi kuchlanish 2,5 voltdan pastga tushsa, zener diyoti o'chadi va R1 emitentidagi musbat kuchlanishni tortib, uni o'chiradi. Rezistor R8, shuningdek, dala effektli tranzistorni o'chiradi, natijada yuk uzilib qoladi. Bundan tashqari, tiklash tugmasi bosilmaguncha yuk qayta yoqilmaydi.
Ko'pgina kichik FETlar eshik manbai kuchlanishida faqat +/- 20 volt uchun baholanadi, ya'ni blok zanjiri 12 voltdan ortiq bo'lmagan qurilmalar uchun mos keladi: agar yuqori ish kuchlanishlari kerak bo'lsa, xavfsizlikni ta'minlash uchun qo'shimcha elektron elementlarni qo'shish kerak bo'ladi. dala ishchisi ishi. Bunday sxemadan foydalanishga misol: fotosuratda ko'rsatilgan oddiy quyosh batareyasi zaryadlovchisi.
Agar 9 voltdan pastroq (yoki 15 dan yuqori) kuchlanish talab etilsa, sozlash diapazonini o'zgartirish uchun R4 va R6 rezistorlarining qiymatlarini qayta hisoblash kerak bo'ladi.
Siz kamida 30 voltsli deyarli har qanday kremniyli PNP tranzistorini va nominal kuchlanishi kamida 30 volt bo'lgan har qanday N-kanalli MOSFETni va kontaktlarning zanglashiga olib o'tmoqchi bo'lganidan 3 baravar ko'p tokni qo'yishingiz mumkin. Ohm ning bir qismini uzatish qarshiligi. Prototip uchun F15N05 ishlatilgan - 15 amper, 50 volt. Yuqori oqimlar uchun IRFZ44 (50 A Maks.) va PSMN2R7-30PL (100 A Maks.) tranzistorlari mos keladi. Bundan tashqari, kerak bo'lganda bir xil turdagi bir nechta dala effektli tranzistorlarni parallel ravishda ulashingiz mumkin.
Ushbu qurilma uzoq vaqt davomida batareyaga ulangan bo'lmasligi kerak, chunki u LED va U1 ning joriy iste'moli tufayli bir necha milliamperni iste'mol qiladi. O'chirilganda, uning joriy iste'moli ahamiyatsiz.
Taraqqiyot oldinga siljiydi va lityum batareyalar tobora ko'proq an'anaviy ravishda ishlatiladigan NiCd (nikel-kadmiy) va NiMh (nikel-metall gidrid) batareyalarini almashtirmoqda.
Bitta elementning solishtirma og'irligi bilan lityum yuqori quvvatga ega, bundan tashqari, element kuchlanishi uch baravar yuqori - har bir element uchun 1,2 V o'rniga 3,6 V.
Lityum batareyalar narxi an'anaviy gidroksidi batareyalarga yaqinlasha boshladi, ularning og'irligi va o'lchamlari ancha kichikroq, bundan tashqari ular zaryadlanishi mumkin va kerak. Ishlab chiqaruvchining aytishicha, ular 300-600 tsiklga bardosh bera oladi.
Turli o'lchamlar mavjud va to'g'ri tanlash qiyin emas.
O'z-o'zidan tushirish juda past bo'lib, ular yillar davomida o'tirib, zaryadlangan bo'lib qoladilar, ya'ni. Qurilma kerak bo'lganda ishlaydi.
"C" Imkoniyatni anglatadi
Ko'pincha "xC" kabi belgi topiladi. Bu shunchaki batareyaning zaryadlash yoki zaryadsizlanish oqimining qulay belgilanishi, uning quvvati ulushlari bilan. Inglizcha “Capacity” (sig‘im, sig‘im) so‘zidan olingan.2C yoki 0,1C oqim bilan zaryadlash haqida gapirganda, ular odatda oqim mos ravishda (2 × batareya quvvati) / soat yoki (0,1 × batareya quvvati) / soat bo'lishi kerakligini anglatadi.
Masalan, zaryad oqimi 0,5 C bo'lgan 720 mA / soat quvvatga ega batareyani 0,5 × 720 mA / soat = 360 mA oqim bilan zaryadlash kerak, bu zaryadsizlanish uchun ham amal qiladi.
O'zingizning tajribangiz va imkoniyatlaringizga qarab oddiy yoki juda oddiy bo'lmagan zaryadlovchini o'zingiz qilishingiz mumkin.
Oddiy LM317 zaryadlovchining sxemasi
Guruch. 5.
Ilova sxemasi R2 potansiyometri tomonidan o'rnatiladigan juda aniq kuchlanish stabilizatsiyasini ta'minlaydi.
Oqim stabilizatsiyasi kuchlanish stabilizatsiyasi kabi muhim emas, shuning uchun shunt qarshiligi Rx va NPN tranzistori (VT1) yordamida oqimni barqarorlashtirish kifoya.
Muayyan lityum-ion (Li-Ion) va lityum-polimer (Li-Pol) batareyalar uchun zarur bo'lgan zaryadlash oqimi Rx qarshiligini o'zgartirish orqali tanlanadi.
Qarshilik Rx taxminan quyidagi nisbatga to'g'ri keladi: 0,95 / Imax.
Diagrammada ko'rsatilgan Rx rezistorining qiymati 200 mA oqimga to'g'ri keladi, bu taxminiy qiymat, u ham tranzistorga bog'liq.
Zaryadlovchi oqimi va kirish kuchlanishiga qarab radiatorni ta'minlash kerak.
Stabilizatorning normal ishlashi uchun kirish voltaji akkumulyator kuchlanishidan kamida 3 Volt yuqori bo'lishi kerak, bu bitta bank uchun 7-9 V.
LTC4054 da oddiy zaryadlovchining sxemasi
Guruch. 6.
LTC4054 zaryadlash moslamasini eski uyali telefondan olib tashlashingiz mumkin, masalan, Samsung (C100, C110, X100, E700, E800, E820, P100, P510).
Guruch. 7. Bu kichik 5 oyoqli chip “LTH7” yoki “LTADY” deb etiketlangan.
Men mikrosxema bilan ishlashning eng kichik tafsilotlariga kirmayman, hamma narsa ma'lumotlar varaqida. Men faqat eng kerakli xususiyatlarni tasvirlab beraman.
Zaryadlash oqimi 800 mA gacha.
Optimal ta'minot kuchlanishi 4,3 dan 6 voltgacha.
Zaryad ko'rsatkichi.
Chiqish qisqa tutashuvidan himoya qilish.
Haddan tashqari issiqlikdan himoya qilish (120 ° dan yuqori haroratlarda zaryad oqimini kamaytirish).
Batareyaning kuchlanishi 2,9 V dan past bo'lganda uni zaryad qilmaydi.
Zaryad oqimi formulaga muvofiq mikrosxemaning beshinchi terminali va tuproq o'rtasidagi rezistor tomonidan o'rnatiladi.
I=1000/R,
bu erda I - Amperdagi zaryad oqimi, R - Ohmdagi qarshilik qarshiligi.
Lityum batareya pastligi ko'rsatkichi
Mana, batareya quvvati past bo'lsa va uning qoldiq kuchlanishi kritik darajaga yaqin bo'lsa, LEDni yoritadigan oddiy sxema.
Guruch. 8.
Har qanday kam quvvatli tranzistorlar. LED ateşleme kuchlanishi R2 va R3 rezistorlaridan ajratuvchi tomonidan tanlanadi. Himoya blokidan keyin kontaktlarning zanglashiga olib, LED batareyani to'liq quritmasligi uchun yaxshiroqdir.
Chidamlilik nuansi
Ishlab chiqaruvchi odatda 300 tsiklni talab qiladi, ammo agar siz lityumni atigi 0,1 voltdan kam, ya'ni 4,10 V ga zaryad qilsangiz, tsikllar soni 600 yoki undan ham ko'proqqa ko'payadi.Operatsion va ehtiyot choralari
Ishonch bilan aytish mumkinki, lityum-polimer batareyalar mavjud bo'lgan eng "nozik" batareyalardir, ya'ni ular bir nechta oddiy, ammo majburiy qoidalarga majburiy rioya qilishni talab qiladi, ularga rioya qilmaslik muammoga olib kelishi mumkin.1. Har bir kavanozda 4,20 voltdan ortiq kuchlanishga zaryad qilish mumkin emas.
2. Batareyani qisqa tutashuv qilmang.
3. Yuklash hajmidan oshib ketadigan oqimlar bilan zaryadsizlanishi yoki batareyani 60 ° C dan yuqori qizdirishga yo'l qo'yilmaydi. 4. Har bir bankada 3,00 volt kuchlanishdan past bo'lgan oqim zararli hisoblanadi.
5. Batareyani 60°C dan yuqori qizdirish zararli. 6. Batareyaning bosimini tushirish zararli.
7. Bo'shatilgan holatda saqlash zararli.
Birinchi uchta nuqtaga rioya qilmaslik yong'inga olib keladi, qolganlari - quvvatni to'liq yoki qisman yo'qotish.
Ko'p yillik foydalanish tajribasidan shuni aytishim mumkinki, batareyalarning quvvati ozgina o'zgaradi, lekin ichki qarshilik kuchayadi va batareya yuqori oqim iste'molida kamroq vaqt ishlay boshlaydi - bu sig'im pasayib ketganga o'xshaydi.
Shu sababli, men odatda kattaroq idishni o'rnataman, chunki qurilmaning o'lchamlari imkon beradi va hatto o'n yillik eski qutilar ham juda yaxshi ishlaydi.
Juda yuqori bo'lmagan oqimlar uchun eski uyali telefon batareyalari mos keladi.
Noutbukning eski batareyasidan juda ko'p mukammal ishlaydigan 18650 batareyani olishingiz mumkin.
Lityum batareyalarni qayerda ishlataman?
Men tornavida va elektr tornavidani uzoq vaqt oldin lityumga aylantirdim. Men bu vositalardan muntazam foydalanmayman. Endi, hatto bir yil foydalanilmagandan keyin ham, ular qayta zaryadlanmasdan ishlaydi!Kichkina batareyalarni bolalar o'yinchoqlari, soatlar va boshqalarga qo'ydim, bu erda fabrikadan 2-3 ta "tugma" o'rnatilgan. Aynan 3V kerak bo'lganda, men bitta diyotni ketma-ket qo'shaman va u to'g'ri ishlaydi.
Men ularni LED chiroqlariga qo'ydim.
Qimmatbaho va kam quvvatli Krona 9V o'rniga men testerga 2 ta qutichani o'rnatdim va barcha muammolarni va qo'shimcha xarajatlarni unutdim.
Umuman olganda, men uni batareyalar o'rniga qo'limdan kelgan joyga qo'yaman.
Lityum va tegishli kommunal xizmatlarni qayerdan sotib olsam bo'ladi
Sotuvda. Xuddi shu havolada siz DIYerlar uchun zaryadlash modullari va boshqa foydali narsalarni topasiz.Xitoyliklar odatda sig'im haqida yolg'on gapirishadi va u yozilganidan kichikroqdir.
Halol Sanyo 18650
TP4056 boshqaruvchisiga asoslangan lityum-ion batareyani zaryadlash modullari mySKU-da ko'p marta tasvirlangan. Foydalanish juda ko'p - o'yinchoqlarni qayta yasashdan tortib, uy hunarmandchiligigacha. DW01A asosida o'rnatilgan himoyaga ega mashhur TP4056 moduli hamma narsada juda zo'r, faqat pastki kuchlanishdan himoya qilish chegarasi 2,5 ± 0,1 V, ya'ni. Eng yomon holatda 2,4V. Bu ko'pgina zamonaviy batareyalar uchun mos keladi, chunki... ularning chegarasi 2,5 V. Agar sizda pastki chegarasi 2,75 V bo'lgan batareyalar sumkasi bo'lsa nima bo'ladi? Bunday modul bilan ularni tupurishingiz va ishlatishingiz mumkin. Bu shunchaki batareya zaryadsizlangandan keyin ishlamay qolishi xavfini oshiradi. Yoki qo'shimcha himoya taxtasidan foydalanishingiz mumkin, uning pastki kuchlanish chegarasi batareyalarga mos keladi. Aynan shunday kengash haqida men bugun gaplashaman.
Tushundimki, ko‘pchilik bu mavzuga qiziqmaydi, lekin tarix uchun bo‘lsin, chunki... ba'zida savol tug'iladi.
Agar siz o'rnatilgan himoyaga ega batareyalardan foydalansangiz, unda sizga ushbu plata kerak emas, siz TP4056 asosidagi "xalq" modulidan himoyasiz foydalanishingiz mumkin. Agar siz kamida 2,5 V kuchlanishli himoyasiz batareyalardan foydalansangiz, u holda siz himoya bilan TP4056 asosidagi "xalq" modulidan xavfsiz foydalanishingiz mumkin. 
Men sotuvda TP4056 ga asoslangan 2,75 V chegaraga ega modullarni topmadim. Men individual himoya modullarini izlay boshladim - katta tanlov bor, juda arzonlari bor, lekin ularning aksariyati bir xil DW01A kontrollerida qilingan. Ko'rib chiqish moduli men topa olgan eng arzoni. 5 dona uchun 275 rubl.
Modul kichik, 39,5 x 4,5 x 2 mm. 
Kontakt prokladkalari bitta hujayrani himoya qilish uchun standartdir: B+, B- batareyani ulash uchun va P+, P- zaryadlovchi va yukni ulash uchun.
Rasmiy spetsifikatsiyalar: 
Modul boshqaruvchi asosida ishlab chiqariladi. BM112-LFEA versiyasi. Texnik shartlarga mos keladi. Transistor ikki N-kanalli MOSFET tranzistoridir.
Ulanish sxemasi oddiy: 
Himoya modulini faollashtirish uchun P+, P- ga quvvat berish kifoya. Albatta, TP4056 ni ulash shart emas, himoya moduli bo'lgan batareya o'z hayotini tinchgina yashashi mumkin (himoya bilan oddiy batareya kabi).
Amaliy test
Bu laboratoriya tekshiruvi emas, xatolar katta bo'lishi mumkin, ammo u umumiy rasmni ko'rsatadi.Men konvertorni tartibga solinadigan quvvat manbai, EBD-USB sinov qurilmasi va qisqa tutashuvdan himoya qilishni sinab ko'rish uchun TrustFire jangovar batareyasi sifatida ishlataman. 
Minimal kuchlanish: 
Potansiyometr yordamida kuchlanishni kamaytiraman. Himoya 2,7 V kuchlanishda ishga tushiriladi. Bu e'lon qilingan 2,88 V emas, lekin mumkin bo'lgan xatolikni hisobga olgan holda, 2,75 V pastroq kuchlanish chegarasi bo'lgan batareyalar uchun mos keladi.
Maksimal ish oqimi: 
Maksimal ish oqimi 3,6 A. Agar oshib ketgan bo'lsa, himoya ishga tushiriladi. Javob vaqti tranzistorning isishiga bog'liq. Agar u issiq bo'lsa, u holda 3,7 A ni o'rnatishda darhol ishlaydi. Agar sovuq bo'lsa, keyin 30 soniyadan keyin. 4 A oqimida himoya har qanday holatda deyarli darhol ishga tushiriladi. Bular. E'lon qilingan 4 A yo'q, lekin 3,6 A ham yaxshi.
Modul harorati: 
Maksimal oqimda 5 daqiqalik ishlagandan so'ng, tranzistor 60 ºC ga qadar qiziydi, ya'ni. O'rnatish vaqtida modulni batareyaga yaqin tutmaslik yaxshiroqdir (qistirgichsiz).
Himoya bir muncha vaqt o'tgach tiklanadi yoki siz qayta o'rnatishga majbur qilish uchun xotiradan kuchlanishni qo'llashingiz mumkin.
Qisqa tutashuvdan himoyalanish mavjud ... bir martalik foydalanish :). Men jangovar TrustFire-ni himoya moduliga uladim va multimetr orqali P+, P- kontaktlarini yopdim. Multimetrda 14 A oqimi miltilladi va "zilch" darhol sodir bo'ldi. Himoya taxtasidagi tranzistor yonib ketdi. Shu bilan birga, himoya paneli endi iste'molchiga oqim o'tkazmadi, lekin aslida ishlamadi.
Avvalo, men 18650 batareyani o'rnatish uchun korpusga bitta modul qurdim (USB ulagichi faqat qulaylik uchun, konvertorsiz mavjud). Bolalar va men odatda mini matkap yordamida hunarmandchilik uchun foydalanamiz. 
