Меню

Контроллер тока заряда 18650

Контроллер заряда и балансир li-ion аккумулятора 18650

Контроллер заряда – встроенная схема защиты в аккумуляторе, которая предотвращает его сильную разрядку или перезарядку, контролирует силу тока и температуру, задает время окончания заряда. Как работает контроллер заряда в li-ion аккумуляторе, для чего он нужен?

Устройство li-ion аккумулятора 18650

Контроллер зарядки литий-ионного аккумулятора производят корпорации: Sony, LG, Sanyo, Panasonic, Samsung, ATL, HYB. Остальные производители перекупают элементы и выдают за собственный продукт.

Максимальная емкость ионных аккумуляторов 18650 – 3600 мА-ч.; они, в отличие от батарей, могут многократно перезаряжаться. Цифра 18650 – форм-фактор, указывающий на длину аккумулятора (65 мм) и его диаметр (18 мм).

Основные характеристики литий-ионного аккумулятора 18650:

  • максимально допустимое напряжение – 4,2 В (небольшие перезарядки губительно сказываются на сроке службы);
  • минимально допустимое напряжение – 2,75 В (при понижении до 2 В заряд не подлежит восстановлению);
  • минимально допустимая температура –20 °C 0 С (зарядить на морозе невозможно);
  • максимально допустимая температура +60 °C 0 С (при превышении показателей возможны взрыв и возгорание);
  • измерение емкости в ампер-часах – полная зарядка выдает 1 А тока в течение 60 минут, 2 А тока – 30 минут, 15 А тока – 4 минуты.

Литий-ионный АКБ преобразовывает химическую энергию в электрическую, поэтому возникает ток, приводящий в действие то или иное устройство. Такие батарейки оснащаются специальной защитной схемой, которая контролирует уровень ее нагрева и циклы работы. При перегреве и спаде напряжения до 2,7 В – контроллер автоматически прекращает работу АКБ.

Li-ion батарейки очень взрывоопасны, поэтому в них встроены защитные платы. Глубокий разряд таких батарей наступает через 2–3 года их неиспользования, после чего восстанавливаются они проблематично и не отличаются долгим сроком службы

Предназначение контроллера зарядки

Контроллер регулирует процесс заряда и разрядки аккумулятора. Если напряжение падает ниже 3 В, защита отключает банку от потребителя тока: устройство выключается. Также защитная схема предотвращает короткие замыкания. Некоторые виды защитных плат имеют терморезистор, который защищает элементы АКБ от перегрева.

Все платы осуществляют контроль за:

  • переразрядом батарейки;
  • перезарядом;
  • током нагрузки;
  • температурой.

Имея под рукой защитную плату, можно переделать старые АКБ шуруповерта, дрели на литиевые батареи, отличающиеся долгим сроком службы.

Особенности контроллера для зарядки li-ion аккумулятора 18650

Контроллер для литиевых аккумуляторов 18650 расположен сверху корпуса, чем удлиняет само устройство. Плата расположена впереди отрицательной клеммы, защищая АКБ от перезарядки/переразрядки. Основная страна-производитель – Китай.

Предназначение контролера зарядки

Как только защита будет установлена, корпус помещают в специальную пленку с термоусадкой. Из-за дополнительной защитной конструкции корпус удлиняется и утолщается, в редких случаях – не помещается в гнездо. В случае применения аккумулятора 18650 для создания тока в 12 В с общим контроллером заряда прерыватели не устанавливаются.

Основная функция такой защиты – сохранение работы источника энергии в установленных параметрах.

Виды контроллеров

Контроллеры для li-ion аккумуляторов отличаются ценой, производителем и внутренними элементами.

  1. HX-3S-A02 (цена – 150 рублей). Производитель – Китай, внутри чип S-8254AA, который защищает литий-ионные элементы от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. К нему можно подключить три АКБ типа 18650 (максимальный ток – 10 А). Размер защиты – 50х16 мм.
  2. FDC-2S-2 (цена – 50 рублей). Производитель – Китай, чип – HY2120, предотвращает сильный заряд/разряд, короткие замыкания. Возможно подключение двух АКБ типа 18650 (максимальный ток – 3А). Параметры защиты – 36х6х1 мм.
  3. HX-2S-01 (цена – 70 рублей). Производство – Китай, чип – HY2120, уберегает от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. Подключаются две АКБ типа 18650 (максимальный ток – 3 А). Размер защиты – 36х6х1 мм.
  4. HX-3S-D01(цена – 220 рублей). Производство – Китай, чип S-8254AA, контролирует сильный заряд/разряд, короткое замыкание. К нему можно подсоединить три АКБ типа 18650 (максимальный ток – 20 А). Размер защитной платы – 51х23 мм.
  5. HX-3S-D02 (цена – 200 рублей). Производитель – Китай, внутри чип S-8254AA, защищает от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. К нему подключаются три АКБ типа 18650 (максимальный ток – 10 А). Размер схемы – 50х16 мм.
  6. HX-4S-A01 (цена – 250 рублей). Производитель – Китай, внутри чип S-8254AA, защищает от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. Можно подсоединить четыре АКБ типа 18650 (максимальный ток – 6 А). Размер микросхемы – 67х16мм.

Схемы контроллеров

Ошибочно думать, что контроллеры заряда-разряда существуют: разрядом управлять не нужно, ток находится в прямой зависимости от нагрузки. Главное – это контроль за напряжением и температурой, временем завершения заряда. Под таким контроллером подразумевают плату, защищающую АКБ от глубокой зарядки/разрядки.

Читайте также:  Поражение током рука руками

Схема контроллера литий-ионного аккумулятора

Микросхемы состоят из различных электронных элементов, поэтому имеют вариации:

  1. DW01-Plus. Самая популярная и простая микросхема, находится под самоклейкой с надписями, которой обернут аккумулятор. Плата шестиногая, полевые транзисторы соединены в один корпус восьминогой сборкой. Сопротивление транзисторов создает измерительный шунт: возникает большой порог срабатывания от одного устройства к другому. В полевики встроены паразитные светодиоды, благодаря которым АКБ заряжается даже при срабатывании защиты от глубокой разрядки.
  2. S-8241 Series. Разработчик микросхемы – фирма SEIKO, специализирующаяся на литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторах. Защитные ключи срабатывают при 2,3 и 4,35 вольтах и при спаде напряжения на FET1-FET2 до 200 мВ.
  3. LV5114OT. Защитная плата срабатывает при 2,5 и 4,25 вольтах, что предотвращает переразряд/перезаряд.
  4. R5421N Series. Среднее потребление энергии в рабочем состоянии – 3 мкА, в состоянии покоя – 0,3 мкА. Данная микросхема имеет ряд модификаций, которые разнятся величиной напряжения срабатывания при перезаряде.

Причины блокировки контроллером li-ion аккумулятора 18650

Главная причина – возникновение короткого замыкания из-за превышения предельно допустимого напряжения тока внутри АКБ. Микросхема разрывает электрическую цепь. Для разблокировки батареи достаточно зарядить ее.

Вторая причина – глубокий разряд аккумулятора. При глубоком некритичном разряде батарейку можно разблокировать с помощью зарядного устройства.

При разряжении до критичного состояния устройство не включится: внутренние химические процессы приводят к образованию металлических литиевых кристаллов, которые создают опасный контакт между положительным и отрицательным полюсами, приводящий к взрыву.

Балансировочная плата для li-ion аккумулятора 18650

Какую функцию выполняет балансир в литийных аккумуляторах? Если последовательно соединять несколько банок, их напряжение складывается в общую сумму, а емкость батареи равняется самой низкой из всех элементов.

Чтобы предотвратить перезаряд самой «ленивой» части, ее отключают от питания, что позволяет оставшимся частям продолжать заряжаться. Балансир контролирует равномерно распределяющийся заряд, поэтому его включают в цепи с последовательным соединением элементов. При параллельном соединении в балансировке нет необходимости: здесь равномерное распределение заряда. Балансировочная плата обычно входит в общий защитный корпус MBS и носит название «балансировочный шлейф».

Лучшие аккумуляторы 18650 на «Алиэкспресс»

На ресурсе «Алиэкспресс» можно купить разные li-ion АКБ, отличающиеся ценой и производителем. Из-за большого спроса на товар велико число подделок. Качественная модель отличается от подделки рядом признаков. Так, продукция высокого качества имеет емкость в 3600 А/ч и стоит гораздо дороже, среднего качества – 3000–3200 А/ч и стоит в несколько раз дешевле.

Важно! АКБ с защитой длиннее стандартной модели на 3–4 мм и толще на 1–2 мм.

Как восстановить Li-ion АКБ

При полном выходе из строя батареи лучшее решение – утилизация, в ситуации крайней необходимости ее можно реанимировать различными способами:

  1. Помещение АКБ в морозильник: резкая смена температуры в ряде случаев приводит к его временному запуску. В морозильной камере необходимо держать ее в течение 40–50 минут, после чего извлечь и незамедлительно подключить к зарядному устройству на 5 минут. Подождать разогрева батарейки до комнатной температуры и полностью зарядить.
  2. Вскрытие АКБ и отсоединение защитной микросхемы. Процедура проводится крайне осторожно. Для начала необходимо измерить тестером напряжение на контактах (дальнейшие действия возможны только при нулевом показателе), отсоединить защитную плату, замерить показатели напряжения. Дальше подключить зарядное устройство к аккумулятору на 10–15 минут, установив такие показатели: 100 мА, 4,2 В. При перегреве батареи зарядку следует отсоединить. Как только она полностью зарядится, защитная схема возвращается на место.

Перед разбором посмотрите на дату выпуска li-ion аккумулятора. Если ему больше 3–4 лет, не стоит пытаться реанимировать его.

Итак, контроллер для литий-ионных батарей выполняет важную функцию – не позволяет напряжению вырасти до 4,2 В и понизиться до 2,75 В (оптимальное напряжение для АКБ на литии – 3,7 вольта). Сильная разрядка и повышенная зарядка приводят к выходу устройства из строя.

Источник



Контроллер заряда Li-ion аккумулятора 18650 своими руками

Многие люди все еще не знают, что такое контроллер заряда, и попросту игнорируют его существование, что очень зря. Подобные платы просто спасают аккумуляторы каждый день.

Контроллер заряда li-ion аккумулятора 18650

Контроллер заряда – защитная электронная схема в АКБ, которая предотвращает ее сильную разрядку или перезарядку, контролирует силу тока и температурный режим, устанавливает время окончания заряда. Как функционирует контроллер заряда li ion аккумулятора 18650, для чего он необходим?

Читайте также:  Изменение полярности магнита током

Контроллер контролирует процесс зарядки и разрядки батареек. Если напряжение понижается до 3 В, защита деактивирует банку от потребителя тока: девайс выключается. Еще защитная схема помогает предотвратить короткие замыкания. Некоторые разновидности защитных плат имеют терморезистор, который спасает компоненты аккумулятора от перегрева.

Все платы контролируют:

  • переразряд и разряд;
  • ток нагрузки;
  • температуру и оптимизацию.

Важно! При зарядке АКБ без контроллера зарядки или при выходе контроллера из строя возможны неприятные последствия, такие как, разрушение корпуса, закипание или деградация аккумулятора.

Опасность перезаряда и полного разряда, чем грозит

Если говорить о lion батарейках, нельзя допускать их полного разряжения или перезарядки. Например, никель-кадмиевые АКБ обладают эффектом памяти. Это означает, что неправильная зарядка приводит к потерям ёмкостных характеристик. Неправильно, когда заряжается аккумулятор, который сел неокончательно. Если начать подзаряжать его не при нуле, он может потерять свои емкостные хар-ки.

Зарядники для таких батареек создают со специальными рабочими режимами, которые в первую очередь садят АКБ полностью, потом начинают ее наполнять энергией. Литиевые аккумуляторы не требуют к себе такого внимания. У них отсутствует эффект памяти, но они не выносят полный разряд.

Поэтому их стоит сразу наполнять энергией, не дожидаясь нуля. Но и перезаряд, это тоже не лучший вариант. Это касается лишь батарей без защиты. Если у аккумуляторных батарей есть контроллер заряда, то он сам будет контролировать процессы.

Источник

Зарядное устройство 18650 — как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Литиевые аккумуляторы уже давно захватили мир, осталось их только вовремя заряжать. О зарядке сегодня и пойдет речь, а точнее о том, как повысить ток заряда у зарядки для литиевого аккумуляторов. Данный вопрос относится как к лягушкам, так и большинству зарядок для аккумуляторов типа 18650. Как заставить выдать максимум зарядное устройство 18650 за 10 минут.

По воле нужды пришлось купить зарядное устройство для зарядки литиевого аккумулятора формата 18650. И все бы ничего, но она даже за целую ночь не могла нормально зарядить емкость аккумулятора в 2500 мАч. Подобные зарядки весьма популярны и распространены благодаря своей низкой стоимости.

В настоящий момент для зарядки литиевых аккумуляторов я использую готовые китайские модули. Стоят такие модули по 30 центов за штуку. Эти модули и их характеристики подробно рассмотрены в статье Умный контроллер заряда литиевых аккумуляторов — модуль на tp4056. Более того я даже снял отдельный ролик для Ютуба про эти модули. Рекомендую его посмотреть, ведь такими модулями можно безопасно зарядить аккумулятор емкостью 3000 мА*ч менее чем за 3 часа.

  1. Как повысить ток заряда литиевого аккумулятора китайской зарядки
  2. Вскрытие зарядного устройства литиевого аккумулятора
  3. Микросхема HT3582 — контроллер заряда литиевых аккумуляторов
  4. Меняем схему включения для повышения тока зарядки
  5. Ужасные конденсаторы
  6. Хэппи Энд

Как повысить ток заряда литиевого аккумулятора китайской зарядки

Вернемся к китайскому чуду. Дело ясное, что дело темное — зарядка дает слишком маленький ток. Этикетка заявляла ток заряда в 450 мА. На практике это означает, что время заряда моего аккумулятора должно составлять порядка 6-7 часов. Но по факту она и за 10 не управлялась со своей работой. Что даже не удивительно учитывая страну производства и стоимость менее 2$.

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Перед очередным расточительством и покупкой нормального зарядного устройства заинтересовала мысль препарировать девайс и “впаять не хватающих деталей” в это китайское чудо.

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Вскрытие зарядного устройства литиевого аккумулятора

Вскрытие показало, что все детали на месте. Меня это слегка удивило, но приглядевшись внимательнее выяснилось, что не все они такие какими должны быть. Первым делом в глаза бросилось несовпадение емкости на этикетке электролитического конденсатора и надпись на плате:

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Как видно, емкость электролита должна быть 10мкФ (10uF на плате), а по факту стоит 4.7 мкФ. В общем-то это не такая уж критическая проблема. Лучше бы, конечно, установить требуемую величину, но у меня ее не нашлось. На установленном конденсаторе указанно напряжение в 50 В. Врядли оно там действительно такое большое. Но при замене лучше устанавливать конденсаторы на аналогичное или большее напряжение

Аналогичная беда и со вторым электролитом. Указанно 470 мкФ, а стоит 100. Он установлен на выходе и рассчитан на напряжение в 16 вольт. Что-ж, заменил его на найденный 330мкФ/16В. Сначала была мысль установить 470 мкФ, но он не влез.

Читайте также:  Расчет мощности сопротивления в цепи постоянного тока

Конденсатор это конечно хорошо, чем больше емкость тем лучше сглаживание выходного напряжения, но кардинально это ничего не изменит. Поэтому далее было решено покопаться на тему какой тут контроллер заряда аккумулятора.

Микросхема HT3582 — контроллер заряда литиевых аккумуляторов

Микросхема HT3582 — очень распространенный контроллер заряда аккумулятора, который фигурирует чуть ли не в каждой лягушке и китайской зарядке. Назначение микросхемы HT3582 заключается в контроле процесса заряда литиевого аккумулятора.

Особого желания вникать в документацию не возникло, да и в китайском я как-то не силен. Но главное за что зацепился глаз — это две возможные схемы включения.

Как выяснилось у микросхемы имеется специальный вывод, определяющий ток заряда аккумулятора.

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

А точнее — это 5-ый вывод, который можно подключить двумя способами (для удобства номера выводов подписаны красным):

  • Замкнуть на землю (минус питания) — в таком случае выходной ток до 300 мА
  • Подключить к шине питания — выходной ток до 450мА

Как вы уже наверное и сами догадались, исходно в зарядке был реализован неинтересный первый вариант. Так что было решено запилить второй вариант и повысить выходной ток. Делов то, минут на 10. Вот собственно и интересующая нас схема контроллера заряда из даташита:

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Насчет указанных значений токов есть большие сомнения. Даташитов можно найти несколько и цифры везде разные. Но подключение указанного вывода к шине питания в любом случае заставить микросхему трудиться усерднее.

Меняем схему включения для повышения тока зарядки

Пятый вывод был замкнут на землю, приходящую на соседнюю 6-ую ногу. Далее дорожка с землей идет на мелкий конденсатор и светодиод.

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Для реализации задуманного, потребуется перерезать дорожки отходящие в обе стороны от 5-ого вывода.

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Выглядит страшненько, но это не важно)

Далее необходимо соединить отрезком перерезанные части дорожки в обход 5-ой ножки. Пятую же ногу микросхемы удобно подпаять проводом к положительному выводу только что перепаянного электролита на 330мкФ.

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Уходящий вверх провод — идущий к минусовому контакту аккумулятора.

Кстати, обратите внимание, что второй вывод микросхемы висит в воздухе. Хотя схема из даташита предписывает ему светить светодиодом которого тут попросту нет.

Ура! Теперь микросхема будет пытаться выдать все на что она способна, что не может не радовать)

Ужасные конденсаторы

В ходе поисков информации по микросхеме, наткнулся на занимательную статью о ремонте аналогичного зарядного устройства. Признаюсь честно, там я и подсмотрел упоминание про всемогущий 5-ый вывод микросхемы, за что отдельная благодарность автору и ссылочка на его статью.

Автор не подключал 5-го вывода к шине питания зарядного устройства, зато наглядно продемонстрировал откровенную залипуху китайцев с маленькими керамическими конденсаторами, параметры которых оставляют желать лучшего.Емкость этих конденсаторов в разы меньше написанной на них Речь идет про три оранжевые керамические подушечки:

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Конденсаторы на 0.1мкФ у меня большой дефицит — расходятся как горячие пирожки, поэтому впаял многослойные желтенькие по 0.22 мкФ. Хоть емкость и не идеальна по величине, зато можно быть в ней уверенным))

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Хэппи Энд

Собственно на этом рукотворчество было завершено. В течение всего процесса навязчиво крутилась мысль, что сейчас воткну зарядку в сеть и узнаю как выглядит китайский огненный дракон. Но ничего даже не задымилось, а зарядка заработала как положено…

Зарядное устройство 18650 - как повысить ток заряда литиевого аккумулятора

Более того, до переделки в процессе зарядки светодиод просто светился красным, теперь же он мигает с красного на зеленый. Вот вам и пасхалка от китайского брата.

Но все же я рекомендую отрубить всю электронику и использовать эту зарядку просто в качестве корпуса. А сотворить зарядное устройство 18650 лучше на модулях контроля заряд, видео про которые есть вначале статьи. Рекомендую глянуть это видео, я очень старался сделать его увлекательным и познавательным)

AliExpress RU&CIS

Привет! В этом окошке авторы блогов любят мериться крутостью биографий. Мне же будет гораздо приятнее услышать критику статей и блога в комментариях. Обычный человек, который любит музыку, копание в железе, электронике и софте, особенно когда эти вещи пересекаются и составляют целое, отсюда и название — АудиоГик. Материалы этого сайта — личный опыт, который, надеюсь, пригодится и Вам. Приятно, что прочитали 🙂

Источник