Что такое контроллер заряда аккумулятора и с чем его едят
В мире достаточно много полезны и доступных обывателю устройств, правда о многих из них никто даже не подозревает. В основно только искушенный в тех или иных делах человек задается целесообразностью покупки дополнительных микросхем и прочих агрегатов, до которых не доходят руки среднестатистических пользователей.
Немного о контроллере заряда аккумулятора
Для того, чтобы понять, что из себя представляет контроллер заряда аккумулятора, достаточно повнимательнее взглянуть на само понятие данного прибора. В основном контроллер выглядит как обычная электронная схема, предназначенная для зарядных устройств различных емкостей. Собственно сам процесс зарядки и контролирует КЗА. Причем функционал данного устройства невероятно огромен:
- Осуществляет подачу малого и большого тока,
- Подстраивается под необходимый для АКБ алгоритм зарядки,
- Выполняет роль компенсатора энергии,
- Измеряет температуру и давление батареи,
- При зарядке использует схему балансировки для аккумуляторов класса Li.
Не каждый контроллер обладает полным набором функционала, поэтому при покупке устройства данный фактор тоже следует учитывать, особенно если используются дорогостоящие аккумуляторы класса AGM или GEL. Качественный контроллер способен выполнять довольно сложные алгоритмы:
- Замерять время с начала и до конца заряда/разряда,
- Мониторить уровень тока, выходящий из АКБ,
- Сопоставлять изменения тока с измеренными ранее величинами,
- Повторять циклы заряд/разряд для восстановления емкости,
- Не до конца заряжать/разряжать аккумулятор, для продления его срока службы.
Конечно полный набор вышеперечисленных функций далеко не обязателен для каждого контроллера, в основном специфика устройства напрямую зависит от того типа батарей, который планируется приобрести или тех, что уже имеются в наличии. Если в будущем планируется покупка АКБ отличных от тех, что есть на данный момент, то лучше обзавестись заранее многофункциональным контроллером заряда.
Контроллер заряда в составе домашних солнечных батарей
Фактически, не одни солнечные батареи для дома не обходятся без контроллера заряда и преобразователя энергии, поскольку только при работе вместе с данными агрегатами, возможно оптимальная зарядка аккумулятора и максимальная эффективность при инсоляции солнечного света. Для работы с солнечными панелями можно использовать старый контроллер, покупка нового необходима лишь в случаях несовместимости устройств.
Что такое контроллер заряда аккумулятора и с чем его едят
В мире достаточно много полезны и доступных обывателю устройств, правда о многих из них никто даже не подозревает. В основно только искушенный в тех или иных
Источник: www.molodostivivat.ru
Контроллер питания: что это?
Контроллер питания – что это? В данной статье речь пойдёт о маленькой составляющей вашего гаджета, например мобильного телефона или планшета. Технологии давно не стоят на месте, поэтому различные сбои могут возникать, казалось бы, по непонятным причинам.
Что это такое?
Это очень маленькая микросхема, которая припаяна к плате вашего мобильного телефона, обычно рядом с разъемом для зарядки. Для чего нужен контроллер питания?
Он регулирует процесс подачи электрического тока к батарее вашего мобильного устройства и, как правило, достаточно технологичен, чтобы определить, например, что ваш телефон уже полностью заряжен. В таком случае процесс подачи энергии просто останавливается, а на дисплее смартфона появляется надпись, которая сообщает о том, что аккумулятор вашего устройства заряжен. Возможно, он также предохраняет ваш аппарат от зарядных устройств более высокого напряжения, не давая смартфону выйти из строя.
Сломался контроллер питания в телефоне, как проверить?
Если ваш мобильный телефон вдруг перестал заряжаться или батареи хватает всего на несколько часов, то, вероятнее всего, причина именно в этой неполадке. Вариантов проверки, в принципе, не так много. Можно попытаться зарядить телефон чуть дольше обычного или полностью разрядить и зарядить батарею. Если поломка серьёзная, то, вероятнее всего, подобные действия ни к чему не приведут, а телефон рано или поздно просто откажется включаться.
Также бывает вариант, когда смартфон начинает постоянно перезагружаться – виной этому опять же контроллер питания. Циклов перезагрузки при этом может быть крайне много – пока не разрядится батарея. Однако возможны и другие причины такого поведения вашего гаджета.
Другие поломки
Возможно, виной странного поведения вашего телефона является другая неисправность. Перезагрузки и выключения – это не обязательно вышедший из строй контроллер питания. Виной может быть батарея.
Однако тут всё немного проще. В случае с батареей в первую очередь следует убедиться, нет ли на ней признаков повреждения или, например, чрезмерного перегрева. Если у вас монолитная батарея (как в Iphone), то лучше обратиться в сервисный центр.
Если вы можете вытащить и осмотреть аккумулятор (есть такая техническая возможность) и на нём есть видимые признаки повреждений: вздутия, вогнутости и т. д.), то лучше попытаться заменить его по гарантии либо купить новый, в зависимости от вашей ситуации.
Относительно самостоятельного ремонта
Не суть важно, что сломалось в вашем телефоне: батарея или контроллер питания, настоятельно не рекомендуется производить ремонт самостоятельно. Лучше дойти до ближайшего сервисного центра и позволить решить проблему профессионалам. Самостоятельный ремонт чаще всего приводит к полному выходу смартфона из строя.
Ведь для его осуществления требуется специальный инструмент, возможно, дополнительные части (тот же контроллер питания, только новый) и многие другие детали.
Как продлить срок службы?
Разобравшись в том, что же такое контроллер питания, можно дать несколько полезных, пусть и не новых, рекомендаций о том, как продлить работу вашего гаджета.
Самое главное – не использовать зарядные устройства других производителей. Несмотря на то что кругом говорят, что такая замена безопасна – лучше не рисковать лишний раз. Небольшая разница в напряжении, которая может быть вызывана чем угодно, вплоть до различных материалов изготовителей устройств, вполне способна вывести из строя и контроллер питания, и аккумулятор.
Что касается самого устройства, то, кроме зарядных устройств, лучше не пользоваться батареями от других гаджетов. Конечно, эра поддельных аккумуляторов практически прошла, но, возможно, остались совместимые устройства.
Ну и последний, вполне логичный совет – избегайте влаги. Если ваше устройство не защищено от воды, то лучше лишний раз его не мочить.
Теперь вы можете ответить на вопрос: “Контроллер питания в телефоне – что это такое?” Однако не пытайтесь самостоятельно чинить эту деталь. Без необходимого опыта и инструмента это, вероятнее всего, доломает ваш смартфон. Лучше обратиться в специальную ремонтную мастерскую, где имеют опыт работы с подобными поломками.
Кроме того, если вы замечаете такие признаки, как, например, частые перезагрузки при полной батарее, быстрая разрядка, и то, что ваш смарфтон не видит зарядное устройство, – это опять же повод отнести телефон мастерам.
Контроллер питания: что это?
Контроллер питания – что это? В данной статье речь пойдёт о маленькой составляющей вашего гаджета, например мобильного телефона или планшета. Технологии давно не стоят на месте, поэтому различные сбои могут возникать, казалось бы, по непонятным причинам.
Источник: www.syl.ru
Модули защиты и контроллеры заряд/разряд для Li-ion аккумуляторов
Для начала нужно определиться с терминологией.
Как таковых контроллеров разряда-заряда не существует. Это нонсенс. Нет никакого смысла управлять разрядом. Ток разряда зависит от нагрузки – сколько ей надо, столько она и возьмет. Единственное, что нужно делать при разряде – это следить за напряжением на аккумуляторе, чтобы не допустить его переразряда. Для этого применяют защиту от глубокого разряда.
При этом, отдельно контроллеры заряда не только существуют, но и совершенно необходимы для осуществления процесса зарядки li-ion аккумуляторов. Именно они задают нужный ток, определяют момент окончания заряда, следят за температурой и т.п. Контроллер заряда является неотъемлемой частью любого зарядного устройства для литиевого аккумулятора.
Другими словами, когда говорят о контроллере заряда/разряда, речь идет о встроенной почти во все литий-ионные аккумуляторы защите (PCB- или PCM-модулях). Вот она:
Очевидно, что платы защиты представлены в различных форм-факторах и собраны с применением различных электронных компонентов. В этой статье мы как раз и рассмотрим варианты схем защиты Li-ion аккумуляторов (или, если хотите, контроллеров разряда/заряда).
Контроллеры заряда-разряда
Раз уж это название так хорошо укрепилось в обществе, мы тоже будем его использовать. Начнем, пожалуй, с наиболее распространенного варианта на микросхеме DW01 (Plus).
Такая защитная плата для аккумуляторов li-ion встречается в каждом втором аккумуляторе от мобильника. Чтобы до нее добраться, достаточно просто оторвать самоклейку с надписями, которой обклеен аккумулятор.
Сама микросхема DW01 – шестиногая, а два полевых транзистора конструктивно выполнены в одном корпусе в виде 8-ногой сборки.
Вывод 1 и 3 – это управление ключами защиты от разряда (FET1) и перезаряда (FET2) соответственно. Пороговые напряжения: 2.4 и 4.25 Вольта. Вывод 2 – датчик, измеряющий падение напряжения на полевых транзисторах, благодаря чему реализована защита от перегрузки по току. Переходное сопротивление транзисторов выступает в роли измерительного шунта, поэтому порог срабатывания имеет очень большой разброс от изделия к изделию.
Паразитные диоды, встроенные в полевики, позволяют осуществлять заряд аккумулятора, даже если сработала защита от глубокого разряда. И, наоборот, через них идет ток разряда, даже в случае закрытого при перезаряде транзистора FET2.
Вся схема выглядит примерно вот так:
Правая микросхема с маркировкой 8205А – это и есть полевые транзисторы, выполняющие в схеме роль ключей.
S-8241 Series
Фирма SEIKO разработала специализированные микросхемы для защиты литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов от переразряда/перезаряда. Для защиты одной банки применяются интегральные схемы серии S-8241.
Ключи защиты от переразряда и перезаряда срабатывают соответственно при 2.3В и 4.35В. Защита по току включается при падении напряжения на FET1-FET2 равном 200 мВ.
AAT8660 Series
Решение от Advanced Analog Technology – AAT8660 Series.
Пороговые напряжения составляют 2.5 и 4.32 Вольта. Потребление в заблокированном состоянии не превышает 100 нА. Микросхема выпускается в корпусе SOT26 (3х2 мм, 6 выводов).
FS326 Series
Очередная микросхема, используемая в платах защиты одной банки литий-ионного и полимерного аккумулятора – FS326.
В зависимости от буквенного индекса напряжение включения защиты от переразряда составляет от 2.3 до 2.5 Вольт. А верхнее пороговое напряжение, соответственно, – от 4.3 до 4.35В. Подробности смотрите в даташите.
Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T.
Пороговые напряжения: 2.5 и 4.25 Вольта. Вторая ножка микросхемы – вход детектора перегрузки по току (предельные значения: 0.2В при разряде и -0.7В при зарядке). Вывод 4 не задействован.
R5421N Series
Схемотехническое решение аналогично предыдущим. В рабочем режиме микросхема потребляет около 3 мкА, в режиме блокировки – порядка 0.3 мкА (буква С в обозначении) и 1 мкА (буква F в обозначении).
Серия R5421N содержит несколько модификаций, отличающихся величиной напряжения срабатывания при перезарядке. Подробности приведены в таблице:
Очередной вариант контроллера заряда/разряда, только уже на микросхеме SA57608.
Напряжения, при которых микросхема отключает банку от внешних цепей, зависят от буквенного индекса. Подробности см. в таблице:
SA57608 потребляет достаточно большой ток в спящем режиме – порядка 300 мкА, что отличает ее от вышеперечисленных аналогов в худшую сторону (там потребляемые токи порядка долей микроампера).
LC05111CMT
Ну и напоследок предлагаем интересное решение от одного из мировых лидеров по производству электронных компонентов On Semiconductor – контроллер заряда-разряда на микросхеме LC05111CMT.
Решение интересно тем, что ключевые MOSFET’ы встроены в саму микросхему, поэтому из навесных элементов остались только пару резисторов да один конденсатор.
Переходное сопротивление встроенных транзисторов составляет
11 миллиом (0.011 Ом). Максимальный ток заряда/разряда – 10А. Максимальное напряжение между выводами S1 и S2 – 24 Вольта (это важно при объединении аккумуляторов в батареи).
Микросхема выпускается в корпусе WDFN6 2.6×4.0, 0.65P, Dual Flag.
Схема, как и ожидалось, обеспечивает защиту от перезаряда/разряда, от превышения тока в нагрузке и от чрезмерного зарядного тока.
Контроллеры заряда и схемы защиты – в чем разница?
Важно понимать, что модуль защиты и контроллеры заряда – это не одно и то же. Да, их функции в некоторой степени пересекаются, но называть встроенный в аккумулятор модуль защиты контроллером заряда было бы ошибкой. Сейчас поясню в чем разница.
Важнейшая роль любого контроллера заряда заключается в реализации правильного профиля заряда (как правило, это CC/CV – постоянный ток/постоянное напряжение). То есть контроллер заряда должен уметь ограничивать ток зарядки на заданном уровне, тем самым контролируя количество “заливаемой” в батарею энергии в единицу времени. Избыток энергии выделяется в виде тепла, поэтому любой контроллер заряда в процессе работы достаточно сильно разогревается.
По этой причине контроллеры заряда никогда не встраивают в аккумулятор (в отличие от плат защиты). Контроллеры просто являются частью правильного зарядного устройства и не более.
Кроме того, ни одна плата защиты (или модуль защиты, называйте как хотите) не способен ограничивать ток заряда. Плата всего лишь контролирует напряжение на самой банке и в случае выхода его за заранее установленные пределы, размыкает выходные ключи, отключая тем самым банку от внешнего мира. Кстати, защита от КЗ тоже работает по такому же принципу – при коротком замыкании напряжение на банке резко просаживается и срабатывает схема защиты от глубокого разряда.
Путаница между схемами защиты литиевых аккумуляторов и контроллеров заряда возникла из-за схожести порога срабатывания (
4.2В). Только в случае с модулем защиты происходит полное отключение банки от внешних клемм, а в случае с контроллером заряда происходит переключение в режим стабилизации напряжения и постепенного снижения зарядного тока.
Модули защиты и контроллеры заряд
Залогом долгой и безопасной эксплуатации литий-ионных аккумуляторов является применение контроллеров заряда-разряда для li-ion. Вашему вниманию предлагаются надежные схемы модулей защиты литиевых аккумуляторов на микросхемах.
Источник: electro-shema.ru
Что такое контроллер заряда аккумуляторов и для чего он нужен
Что такое контроллер заряда аккумуляторов и для чего он нужен
Зачем нужен контроллер заряда?
Контроллер заряда это устройство которое автоматически регулирует уровень тока и напряжения от источника (например солнечных батарей) для обеспечения заряда аккумуляторных батарей, таким образом предохраняя аккумуляторы от повреждений.
Можно ли обойтись без контроллера заряда?
Имея некоторый опыт работы с электроприборами, умея пользоваться вольтметром и амперметром, внимательно изучив инструкцию аккумулятора на предмет зарядных и разрядных характеристик безусловно можно обойтись без контроллера заряда.
Заряд аккумулятора определяется напряжением между клеммами. Ничего не мешает подсоединить источник (например солнечные батареи) напрямую к аккумулятору, при этом контролируя значения напряжения на клеммах и силу тока от источника (чтобы аккумулятор не был поврежден). Когда напряжение на клеммах будет соответствовать максимуму заряда нужно просто отключить источник. Это позволит зарядить аккумулятор на 60-70 % от максимальной емкости. Для того чтобы зарядить его на 100 % , аккумулятору необходимо стабилизироваться – некоторое время после достижения максимального напряжения продолжать заряжаться при этом напряжении.
При таком способе заряда АКБ велика вероятность снижения номинальной емкости (в связи с систематическим недозарядом) или выхода из строя из-за высокого тока или напряжения. Именно поэтому используются различные контроллеры заряда.
Какие бывают контроллеры заряда?
В основном разделяют три типа контроллеров заряда – on/off контроллер, PWM ( ШИМ) контроллер и MPPT (ТММ) контроллеры. В чем же их особенности и чем они отличаются:
on/off контроллер заряда
данное устройство выполняет функцию отключения аккумуляторов от источника при достижении определенного напряжения. Такой тип контроллеров на сегодняшний день практически не используется. Это простейшая альтернатива ручному контролю заряда аккумуляторов о котором мы говорили ранее.
PWM ( ШИМ) контроллер
Этот прибор является уже более продвинутым вариантом для заряда аккумуляторов, поскольку в автоматическом режиме контролирует уровень тока и напряжения, а также следит за наступлением максимума напряжения. После того как максимум напряжения достигнут, ШИМ контроллер удерживает его некоторое время для стабилизации аккумулятора и достижения его максимальной емкости. Как правило такие контроллеры стоят недорого и могут удовлетворить простым солнечным системам.
О том как подобрать такой контроллер вы можете прочитать тут –
MPPT (ТММ) контроллеры
Данный контроллер является наиболее современным решением для солнечных электростанций. Солнечные панели вырабатывают дают мощность при строго определенном значении тока и напряжении (кривой ВАХ – вольт-амперной характеристики) – этот режим называется Точкой Максимальной Мощности (ТММ). MPPT контроллер позволяет отслеживать эту точку и может наиболее эффективно использовать энергию солнечных батарей, что в свою очередь увеличивает скорость заряда аккумуляторов. Такие контроллеры могут на 30-40 % эффективнее заряжать аккумуляторы (банк аккумуляторов) , поэтому для резервных и автономных солнечных электростанций наиболее выгодным становится использование именно таких контроллеров не смотря на их высокую стоимость относительно ШИМ контроллеров.
Какой контроллер заряда выбрать?
Выбирая контроллер для солнечной системы прежде всего нужно понять масштаб самой системы. Если вы собираете небольшую солнечную системудля обеспечения наиболее необходимых бытовых приборов электричеством (от 0.3 кВт до 2кВт) то вполне можно обойтись правильно подобранным ШИМ контроллером. Если же речь идет об автономной системе, резервной системе или, возможно, о системе совместимой с сетевым электричеством, то в данном случае не обойтись без хорошего MPPT контроллера.
Калькулятор для подбора комплекта освещение и светофор на солнечной батарее
Значения терминов связанных с Альтернативной энергетикой
Что такое контроллер заряда аккумуляторов и для чего он нужен
Что такое контроллер заряда аккумуляторов и для чего он нужен &,nbsp, Зачем нужен контроллер заряда?
Источник: oporasolar.ru
Для чего литий─ионному аккумулятору нужен контроллер зарядки?
Многие читатели сайта спрашивают о том, что такое контроллер заряда литий─ионного аккумулятора, и для чего он нужен. Этот вопрос кратко упоминался в материалах, где описывались различные типы литиевых аккумуляторов. Этот тип аккумуляторных батарей практически всегда имеет в своём составе контроллер зарядки, ещё называемый платой защиты Battery Monitoring System (BMS). В этой заметке подробнее рассмотрим, что это за устройство, и как оно функционирует.
Что представляет собой контроллер зарядки Li─Ion аккумуляторов?
Простейший вариант контроллера зарядки литий─ионных АКБ можно увидеть, если разобрать аккумулятор планшетного компьютера или телефона. Он состоит из банки (аккумуляторного элемента) и печатной платы защиты BMS. Это и есть контроллер зарядки, который можно видеть на фото ниже.
Контроллер зарядки Li─Ion аккумулятора
Назначение контроллера защиты в том, что он следит за тем, чтобы банка не заряжалась выше напряжения 4,2 вольта. Литиевый аккумуляторный элемент имеет номинальное напряжение 3,7 вольта. Перезаряд и превышение напряжения выше 4,2 вольта могут привести к тому, что элемент выйдет из строя.
В аккумуляторах смартфонов и планшетов плата BMS следит за процессом заряда и разряда одного элемента (банки). В аккумуляторах ноутбуков таких банок несколько. Обычно от 4 до 8.
Контроллер зарядки и литий─ионные элементы аккумулятора ноутбука
Также контроллер следит за процессом разрядки аккумуляторного элемента. При падении напряжения ниже порогового (обычно 3 вольта) схема отключает банку от потребителя тока. В результате устройство, работающее от аккумулятора, просто выключается.
Среди прочих функций контроллера зарядки стоит отметить защиту от короткого замыкания. На некоторых платах защиты BMS устанавливается терморезистор для защиты аккумуляторного элемента от перегрева.
Платы защиты BMS для литий─ионных аккумуляторов
Контроллер, рассмотренный выше, является простейшим вариантом защиты BMS. На самом деле разновидностей таких плат гораздо больше и есть довольно сложные и дорогостоящие. В зависимости от сферы применения выделяют следующие виды:
- Для портативной мобильной электроники,
- Для бытовой техники,
- Применяемые в возобновляемых источниках энергии.
Пример контроллера заряда для солнечной панели
При увеличении напряжения на аккумуляторе более 15 вольт срабатывают реле и размыкают цепь заряда. После этого источник энергии работает на предусмотренный для этого балласт. Как говорят специалисты, в случае с солнечными панелями это может дать нежелательные побочные эффекты.
В случае ветряных генераторов BMS контроллеры применяются обязательно. Контроллеры зарядки литий─ионных аккумуляторов для бытовой техники и мобильных устройств имеют существенные различия. А вот контроллеры аккумуляторов ноутбуков, планшетов и телефонов имеют одинаковую схему. Разница заключается только в количестве контролируемых аккумуляторных элементов.
Как зарядить литий─ионных аккумулятор без контроллера?
Здесь сразу стоит сказать, что заряжать Li─Ion банку в обход контроллера крайне не рекомендуется. В этом случае все функции контроллера зарядки вы должны будете выполнять самостоятельно. То есть, нужно будет вовремя отключить заряд при достижении верхнего порога напряжения, а также следить за температурой банки. Поэтому так делать крайне нежелательно.
Зарядка банки аккумулятора телефона без контроллера
Вместе с тем бывают ситуации, когда есть реальная необходимость в такой зарядке. Например, банка сильно разряжена и контроллер не позволяет зарядить её штатным способом. Такое бывает, если устройство долго не использовалось, и аккумулятор испытал глубокий разряд.
Тогда следует отпаять плату BMS, подключить зарядное устройство к выводам банки и провести зарядку. Конкретные параметры зарядки зависят от аккумуляторного элемента. Если банок несколько, как в батарее ноутбука, нужно будет определять разряженные и проводить их зарядку отдельно. В любом случае процесс зарядки литиевого аккумулятора должен идти под контролем. Нужно проверять напряжение элемента и прервать процесс при достижении верхнего порога по напряжению. Кроме того, следует следить за температурой банки.
Для чего литий─ионному аккумулятору нужен контроллер зарядки?
Контроллер зарядки литий─ионного аккумулятора необходим для управления процессом заряда и разряда аккумуляторного элемента. И защита от короткого замыкания.
Источник: akbinfo.ru
Станьте первым!