Зарядное устройство с регулятором тока своими руками: Самодельное зарядное устройство с автоматичним регулировкой тока. Зарядное для автомобильного аккумулятора. Анализ схем зарядных устройств

Содержание

Как сделать зарядное устройство для аккумуляторов авто

Сейчас приходится сидеть дома. Скучно. Освободился корпус с силовым трансформатором. Размышляя, что с ним сделать, решил сделать давний проект. Хоть у меня и есть подобное устройство, но сделаю еще. Делать буду зарядное устройство для свинцовых аккумуляторов. Такой себе вариант «из того что есть».

Схема


Схема, по которой буду собирать, простая. Это обычный импульсный регулятор. Детали доступные.

Комплектующие


  • — детали по схеме;
  • — Амперметр;
  • — диодный мост;
  • — тиристор;
  • — корпус;
  • — трансформатор;
  • — инструменты.

О комплектующих:
Корпус с трансформатором у меня из старого проекта. Трансформатор на 17-18 вольт. Больше не нужно.

Диодный мостик был готовый, собран из 4-х диодов Д242Б. Установлены диоды через изоляцию. Можно крепить прямо к корпусу.

Тиристор КУ202Е. Установил на радиатор, площадь не считал, но сильно греться не должен. Можно установить любой из данной серии.

Плату изготовил по методу ЛУТ. Чуть перетравились некоторые места, подправлю припоем. Плату в формате lay6 прилагаю.


Амперметр на 20 Ампер. Был двухполярный, особой разницы нет. Нужно установить «О», у меня он чуть расстроен.

Сборка


На плате просверлил отверстия. Сверлил диаметром 1.2 мм. Радиокомпоненты подобрал, на фото не все. Все по списку. Пойдут любые резисторы на 0.125 Вт, проверено, не греются. R5 на 2 ватта.

Устанавливаю радиодетали и распаиваю. Транзисторы с буквой Е. Их устанавливал в последнюю очередь.

Устанавливаю диодный мост. Прикручиваю его через стойки к задней стенке корпуса.

Радиатор с тиристором я прикрутил к отрезку пластика. Теперь он изолирован. Прикручу пластину через стойки в корпусе. Плату буду крепить на шпильку трансформатора. Для крепления вырезал скобу. В скобе сделал пропил для конденсатора.


Разметил переднюю панель, вырезал отверстия под элементы управления.
Регулировочный резистор у меня на 25 кОм.

Распаял все и прикрутил переднюю панель.

Подключил аккумулятор и проверил регулировку тока. Кратковременно выдает 15 ампер, тиристор у меня на 10 Ампер. Так что не переусердствуем.

Такое вот зарядное устройство получилось. По мере заряда ток падает. Аккумулятор заряжен, когда ток равен нулю.

Смотрите видео


Зарядка АКБ асимметричным током

Аккумуляторная батарея (АКБ) современного автомобиля является расходным материалом и подлежит замене через 3-5 лет. Фактически же ресурс батареи зависит от условий её эксплуатации.

Больше всего аккумуляторы страдают от глубокого разряда, то есть снижения напряжения на его клеммах ниже 12В. При этом в аккумуляторе начинаются деструктивные химические процессы, приводящие к сульфатации пластин, и его ёмкость серьёзно падает. После заряда аккумулятора напряжение на нём поднимется до нормальных 14…14.5В, но его ёмкость уже будет пониженной, энергии аккумулятора будет хватать на всё меньшее количество времени.  При внимательном отношении к аккумулятору он может прослужить и более пяти лет, но даже однократный глубокий разряд батареи (ниже 12В) может привести к снижению её ёмкости в несколько раз.

Особенно тяжело аккумулятору приходится зимой. В морозы очень большой ток требуется для запуска двигателя, да и при движении расход энергии от аккумулятора выше. Также при минусовых температурах не так активно идёт химический процесс заряда аккумулятора от генератора. В результате при коротких поездках аккумулятор не успевает зарядиться, его напряжение изо дня в день падает.

Такая проблема с аккумулятором возникла и у меня: этой зимой я заметил, что аккумулятор очень быстро теряет заряд. Я езжу зимой редко и на небольшие расстояния – вероятно, поэтому аккумулятор не успевал заряжаться от генератора и расходовал энергии больше, чем получал. Если раньше машина заводилась с полуоборота даже в сильные морозы, то теперь я не был уверен, удастся ли завестись сегодня.

Я снял аккумулятор и зарядил его от бытового зарядного устройства «Вымпел-32». К моему удивлению, процесс зарядки полностью разряженной батареи током 5А завершился всего через два часа. Это значит, что в аккумулятор вместо необходимых 55Ач было «закачано» всего 10Ач, то есть ёмкость аккумулятора упала в пять раз! После того, как я поставил заряженный аккумулятор на машину, она завелась бодро, но уже через несколько дней стартер опять крутил еле-еле. 

То есть зарядное устройство действительно заряжало аккумулятор, но оно не могло восстановить его ёмкость.

Я решил попробовать восстановить аккумулятор, и только в случае неудачи покупать новый. В Интернете нашлись такие способы борьбы с сульфатацией:

– механический, когда нужно разобрать аккумулятор и очистить его пластины наждачкой, но я вообще не представляю, как это сделать в домашних условиях и собрать всё назад;

– химический, при котором на несколько часов рекомендуют залить в аккумулятор вместо электролита какую-то ядрёную химию. Но результаты по отзывам мало предсказуемые;

– электрический, путём многократного повторения процессов заряд-разряд, в результате чего происходит десульфатация.

 Последний способ показался мне наиболее предпочтительным. Но этот процесс может занять неделю постоянной возни с батареей, поэтому очень неудобен. Гораздо интереснее выглядит метод асимметричного заряда, при котором зарядное устройство автоматически то заряжает аккумулятор, то разряжает его. График такого заряда приведён ниже

Рис.1. График заряда акб асимметричным током

Я решил доработать своё зарядное устройство, и для этой цели отлично подошёл ШИМ-регулятор мощности MP4511 (рис.2.).

Рис.2. ШИМ-регулятор мощности Мастер Кит MP4511

Модуль в первую очередь предназначен для регулировки мощности двигателей и яркости ламп, но принцип его работы оказался вполне подходящим и для решения моей задачи: на выходе MP4511 выдаёт импульсы, частоту и скважность которых можно регулировать.

Только модуль MP4511 пришлось немного доработать. Для понижения рабочей частоты ШИМ до необходимой я заменил конденсатор С6 на 4.7мкФ 50В. Также я установил на полевой транзистор VT1 и диодную сборку DA2 небольшие радиаторы.

При проверке готовой конструкции выяснилось, что «умное» зарядное устройство перестало обнаруживать подключенный через MP4511 аккумулятор и не выдавало напряжение заряда. Пришлось помучиться, но решение было найдено: дроссель L3 из MP4511 был удалён, а его контактная площадка (та, что ближе к центру платы) была соединена с 12 выводом микросхемы TL494 ЗУ «Вымпел».  

Рис.3. Общая схема подключения с использованием стандартного блока питания

Рис.4. Схема подключения MP4511 к зарядному устройству «Вымпел»

Разрядный ток обеспечивается резистором, подключенным параллельно клеммам аккумулятора. Я применил резистор сопротивлением 27 Ом. Это значит, что ток разряда составил 12 В/27 Ом = 0,45А. Во избежание перегрева этот резистор должен иметь мощность не менее 10 Вт.

В схеме предусмотрена защита аккумулятора от неконтролируемого разряда в случае случайного исчезновения сетевого напряжения. В этом случае реле своими контактами разомкнет цепь подключения резистора к аккумулятору. Можно применить любое реле с напряжением обмотки 12В и током коммутации не менее 1А.

Напряжение полностью заряженного аккумулятора в зависимости от его типа составляет 14…15В, поэтому и напряжение блока питания должно находиться в этих же границах. Найти готовый блок питания на такое нестандартное напряжение непросто. Но можно приобрести блок питания с выходным напряжением 12В, имеющий подстройку выходного напряжения. Например, блок питания LRS-100-12 может выдавать напряжение до 13.8В с током до 8.5А. Можно изготовить блок питания самостоятельно, можно применить доработанный ATX блок питания компьютера, подняв напряжение на его выходе со штатных 12В до необходимых 14.5В. Блок питания должен обеспечивать выходной ток 5…10А. Если планируете использовать внешний блок питания, не имеющий регулируемого ограничения выходного тока, обязательно доработайте MP4511: удалите перемычку между контактами разъёма «Шунт» и подключите к этому разъёму низкоомный шунт в виде нескольких витков медной проволоки диаметром 0. 1 мм, сопротивление шунта должно составлять около 0.0015 Ом, длину проволоки можно рассчитать по известным формулам. Только после такой доработки MP4511 сможет работать в режиме ограничения тока. 

Но, повторюсь, у меня уже было зарядное устройство «Вымпел-32» К его выходным клеммам я подключил доработанный модуль MP4511. Его удалось разместить в штатном корпусе зарядного устройства.

Рис.5,6,7 Монтаж MP4511 в корпусе зарядного устройства

Я не нашёл точных рекомендаций об оптимальной силе тока заряда/разряда и частоте импульсов. Большинство электронщиков советуют ток заряда выбирать как 1/10 от ёмкости батареи, а ток разряда в 10 раз ниже зарядного. То есть для аккумулятора ёмкостью 55Ач это значения 5А и 0.5А, соответственно.

Ток заряда в моём случае я ограничил регулятором штатного зарядного устройства. Только надо учитывать, что разрядный резистор подключен к батарее постоянно, поэтому ток заряда я установил 5.5А, из них 5А поступают в батарею, а 0. 5А рассеиваются в нагрузочном резисторе. Если Вы будете применять обычный блок питания, можете ограничить ток заряда переменным резистором на модуле MP4511. Ещё раз напоминаю, что схема ограничения тока в MP4511 будет работать только после удаления перемычки и установки шунта!

Частота переключения режимов заряд/разряд в различных найденных мною схемах составляла от нескольких Гц до десятков кГц, какая частота эффективнее – вопрос открытый. Я выбрал частоту около 50 Гц (то есть переключение циклов заряд-разряд в моём случае происходит 50 раз в секунду), скважность импульсов выбрал равной 2 (длительности периодов заряда и разряда равны).

Частоту и скважность импульсов я проверил с помощью карманного DIY-осциллографа NM8025box. Если у Вас нет осциллографа или частотомера, установите движки подстроечного и переменного резисторов модуля MP4511 примерно в средние положения.

Рис.8. Проверка параметров осциллографом

Заряд необходимо прекращать при достижении напряжения на клеммах аккумулятора около 14. 5В (точное значение зависит от типа аккумулятора). Большинство зарядных устройств автоматически прекратят зарядку, да и в случае применения MP4511 совместно с любым блоком питания аккумулятор перестанет брать ток, когда его напряжение поднимется до напряжения на выходе источника питания. Но всё же рекомендую надолго не оставлять заряжаемую батарею без присмотра.    

Теперь о результатах. Я уже писал, что мой аккумулятор почти полностью потерял ёмкость, она была на уровне всего 10Ач. После первого же цикла зарядки асимметричным током (режим 5А заряд/0.5А разряд) ёмкость аккумулятора возросла примерно до 25Ач. Воодушевившись результатом, я провёл ещё один цикл зарядки, и получил прирост ёмкости где-то до 30Ач. Это всё равно ниже нормальной ёмкости (55Ач.), но улучшения в моём случае значительные. Машина заводится нормально, аккумулятор не разряжается так быстро, как раньше. Думаю, что на год можно отложить покупку нового аккумулятора. А если за новым аккумулятором следить и регулярно проводить профилактические циклы восстановления с помощью описанного метода, то он сможет прослужить более десяти лет.

Владимир, г.Ульяновск

Простое зарядное устройство — стабилизатор тока из подручных материалов.

Недавно возникла у меня необходимость собрать по-быстрому зарядное устройство для автомобильного аккумулятора с зарядным током до порядка 3-4-х ампер. На всякие премудрости времени, да и желания, особо не было. Поэтому из закромов всплыла старая, но проверенная временем схема стабилизатора зарядного тока. Дискуссию о пользе — вреде заряда аккумулятора стабильным током оставим за пределами этого поста. Скажу только, что схема простая, надёжная, проверенная временем. А больше от неё ничего и не требуется.

Схема зарядного устройства следующая (для увеличения — клик на картинке):

Микросхема (К553УД2) установлена древняя, но так как она в наличии как раз имелась, а тратить время на эксперименты с другими, более современными, было лень, она и была установлена. В качестве резистора R3 был использован шунт от старого тестера.

Можно изготовить его из нихрома, но необходимо помнить, что сечение его должно быть достаточным. чтобы пропустить через себя зарядный ток и не раскалиться при этом.

Шунт, установленный параллельно амперметру, подбирается исходя из параметров имеющейся измерительной головки. Устанавливается он непосредственно на клеммах головки.

Печатная плата стабилизатора тока зарядного устройства вот такая:

В качестве трансформатора подойдёт любой от 85 вт и выше. Вторичная обмотка на напряжение 15 вольт. Сечение провода (диаметр по меди) от 1,8 мм.

В качестве выпрямительного моста был установлен 26MB120A. Он, конечно, мощноват для этой конструкции, но уж больно удобно его монтировать — прикрутил на радиатор, нацепил клеммы и всё. Его спокойно заменяем на любой диодный мост. Главное, чтобы держал необходимый ток (про радиатор тоже не забываем).

Для корпуса подвернулся ящик от старой магнитолы. В верхней плоскости его был насверлен ряд отверстий для лучшей вентиляции.

Передняя панель — из листа текстолита. На амперметре установлен шунт, который надо отрегулировать опираясь на показания тестового амперметра.

Транзистор на радиаторе крепится к задней стенке корпуса.

После сборки устройства проверяем стабилизатор тока просто закоротив между собой (+) и (-). Регулятор должен обеспечить плавную регулировку во всём диапазоне зарядного тока. При необходимости — подбираем резистор R1.

!!! Не забываем, что при этом ВСЁ падение напряжения приходится на регулировочный транзистор! Это вызывает его сильный нагрев! Быстро проведя проверку размыкаем перемычку !!!

Теперь зарядным устройством можно пользоваться. Оно будет стабильно поддерживать зарядный ток во всём диапазоне зарядки. Так как устройство не имеет автоматического отключения по окончании зарядки, за уровнем напряжения на аккумуляторе следим по показанию вольтметра.

Понравилось это:

Нравится Загрузка. ..

Похожее

 

Самодельная сбалансированная схема зарядного устройства BMS Руководство по схеме «Сделай сам»

Сегодня пробуем схему из интернета для зарядки аккумуляторов, BMS или системы управления батареями. Я покажу вам схему только для одной ячейки и масштабирую ее для любого количества батарей, если вам нужен аккумуляторный блок 2S, 3S и так далее. Функция этой схемы заключается в зарядке аккумуляторов, их защите от перенапряжения, ограничении тока, а также балансировке аккумуляторов в случае более чем одной ячейки. Не самая лучшая схема или самая компактная, но работает ли она? Что ж, держись до конца, чтобы узнать.Я покажу компоненты, которые нам нужны, и то, что каждая часть будет делать в схеме, и тем самым, как работает схема. Мы устанавливаем его на печатную плату и тестируем, чтобы зарядить и сбалансировать наши батареи. Эта схема не моя идея, в интернете уже есть много подобных схем, таких как эта. Итак, ребята, приступим.

Часть 1 — Зачем нам нужна BMS?

Как дела, друзья, с возвращением.Это ниже PCB мы проанализируем сегодня и узнаем, как это работает. Сможет ли эта простая схема ограничить ток, контролировать перенапряжение и сбалансировать аккумулятор? Что ж, посмотрим. Литий-ионные или LiPo аккумуляторы очень популярны, особенно у таких производителей, как мы, небольших роботов, портативных устройств, игрушечных радиоуправляемых машинок, дронов и так далее. Но эти батарейки тоже очень толковые и опасные. Если не контролировать процесс зарядки и разрядки таких аккумуляторов, они перестанут работать или хуже.Ячейки батареи могут вздуться и даже взорваться от перезарядки, а глубокая разрядка может привести к выходу батареи из строя.

Вот почему эти батареи следует использовать вместе с блоком системы управления батареями или BMS . Это позволит контролировать напряжение и ток от батареи и сохранить их в безопасности. Обычно номинальное напряжение батареи LIPO составляет 3,8 вольта и 4,2 вольта при полной зарядке. Итак, как только элемент батареи достигнет этого значения, процесс зарядки должен прекратиться, что и должна делать эта схема.


Часть 2.1 — Зарядное устройство 1S

Когда у вас есть только одна ячейка, вы заботитесь только о максимальном напряжении и ограничении тока для защиты батареи. Но когда у вас есть аккумуляторная батарея из более чем 1 ячейки, то есть 2S, 3S и т. д., вам также необходимо сбалансировать стоимость каждой отдельной ячейки.

У нас есть транзистор PNP, соединенный последовательно с 4 диодами, которые будут имитировать нагрузку. В базе транзистора у нас есть эталонный диод ZENNER (TL431), который открывается при определенном значении напряжения и тем самым соединяет землю с базой транзистора, и когда транзистор активен, мы шунтируем батарею и тратим энергию на вместо них диоды.

Этот диод ZENNER — TL431, и у него есть эталонный контакт, поэтому, регулируя потенциометр, мы можем установить это опорное напряжение на уровне 4,2 В, таким образом мы выбираем, когда процесс зарядки остановится.

Часть 2.2 — Список деталей

Как видите, эта схема не так эффективна, так как мы тратим энергию внутри диодов и транзистора. Кроме того, если потери мощности слишком велики, возможно, транзистору потребуется рассеиватель тепла, чтобы он не сгорел.Но мы не ищем эффективности с этой схемой, потому что мы можем использовать это зарядное устройство с питанием от основной розетки, поэтому мы не очень заботимся об эффективности.

Так же добавляем регулятор LM317 на место входа в токовом режиме. В этой конфигурации предельный ток задается резистором на выходе и равен формуле VREF, деленной на значение сопротивления. VREF для LM317 составляет 1,25 В, поэтому несложно выбрать резистор и ограничить зарядный ток, скажем, на уровне 600 мА. Добавляем второй стабилизатор LM317, но в режиме управления напряжением. Без этого на входе должно быть ровно 4,2В. Но иногда у нас есть только 5 В от USB-разъема или, может быть, 12 В от адаптера постоянного тока. Таким образом, используя этот второй LM317, мы можем настроить выходное напряжение на 4,2 В, поэтому независимо от входного значения напряжение, подаваемое на батарею, составляет 4,2 В. Выходное значение определяется этими двумя резисторами.

Часть 2.3. Проверка цепи

Я монтирую эту простую схему на макетной плате.Я питаю его 4,2 В от моего блока питания. Я подключаю свой мультиметр к выходу и с помощью потенциометра мы сначала фиксируем пороговое значение около 4,16 В, некоторое значение ниже 4,2 В. Я буду использовать батарею, которая разряжена и ниже 4,2 В (было 3,8 В). Когда я подключаю его к зарядному устройству, светодиод гаснет. У нас есть ток около 450 мА, и батарея заряжается. Через некоторое время, когда мы превысим 4,16 В, светодиод загорится, что означает, что процесс зарядки завершен. Теперь ток течет через диоды и транзистор, и мы пропускаем батарею, поэтому ячейка защищена от перенапряжения.Я измеряю tge батареи, и это 4,11 вольта. Хорошо, но теперь, как мы можем контролировать ограничение по току, которое также является важным фактором защиты? На данный момент мы не можем реально регулировать ограничение тока с помощью этой схемы.


Часть 3.1 — Цепь 3S

Теперь самое интересное. Мы можем взять эту простую схему и соединить ее последовательно с другими идентичными схемами. Теперь мы можем заряжать аккумуляторы 2S, 3S и более, а также балансировать напряжение, как я упоминал ранее.С помощью этой схемы мы можем, например, зарядить аккумулятор 3S, и все отдельные элементы перестанут заряжаться при напряжении 4,2 В. Кроме того, имея два регулятора LM317 на входе, мы имеем защиту от ограничения тока, но мы также можем питать всю схему, скажем, от 16 до 20 В и устанавливать напряжение, подаваемое на аккумулятор, равным 12,6 В, то есть заряженному напряжению. из 3-х аккумуляторов последовательно.

Часть 3.2. Сборка печатной платы

Список деталей такой же, как и для 1S, но в 3 раза больше тех же компонентов, не считая LM317, которых нам нужно всего 2.Получите эту окончательную схему сверху. Я получаю все необходимые компоненты и припаиваю схему к макетной плате. Сначала я добавляю транзисторы и диоды ZENNER, затем потенциометры и 4 обычных диода для каждой группы. Затем я добавляю светодиоды и, наконец, добавляю регуляторы LM317 и токоограничивающий резистор, состоящий из 5 резисторов по 10 Ом. Я делаю соединения припоем и проводами сзади. Теперь у нас есть 3 пары соединений для аккумулятора и два провода для входа и выхода. Каждый светодиод включается, когда каждая отдельная ячейка заполнена. Используя потенциометр, вы можете точно настроить пороговое значение. Изменение этого резистора, подключенного ко второму LM317, может изменить ограничение зарядного тока.

Часть 3.3 — Испытание

Подключаю все и запитываю схему 16В от своего блока питания. Теперь все аккумуляторы заряжаются. Через некоторое время один светодиод загорелся почти при достижении максимального напряжения. Затем загорается второй светодиод и, наконец, загораются все 3, так что все батареи заряжены почти до 12.6 вольт. Напряжение проверяю мультиметром и чуть ниже 4,2В. Так что схема работает без проблем. Единственным недостатком является эффективность и тепловыделение. Но если вас это не волнует, эта схема может быть полезна для вашего аккумулятора. И если вы хотите больше мощности, вы должны использовать мощные транзисторы, большие диоды для имитации нагрузки, а также добавить рассеиватель тепла на компоненты. Вы также должны изменить значение и мощность токоограничивающего резистора, поэтому возьмите его побольше.

Часть 4 — Смотрите полное видео

Я надеюсь, что вам понравилось это видео, и вы узнали что-то новое.Теперь вы можете сделать свою собственную схему BMS, и компоненты очень дешевы. Общая стоимость этой печатной платы меньше доллара, если вы покупаете пакеты из 50 компонентов всего за несколько центов.

Надеюсь, вам понравился этот урок и, возможно, вы узнали что-то новое. Если мои видео помогут вам, поддержите мою работу на моем PATREON или сделайте пожертвование на моем PayPal. Еще раз спасибо и увидимся позже, ребята.



Как сделать зарядное устройство для гаджетов на батарейках

Группа разработчиков медиаплатформ

>

1. Скрепка действует как выключатель. Просто снимите один конец с металлического контакта лотка для батареи, чтобы отключить ток.

2. Прикрепите красный шнур батарейного отсека к положительному металлическому контакту аккумулятора телефона, а черный провод — к его отрицательному.

3. Самодельное зарядное устройство не имеет возможности ограничения тока или предотвращения перегрева. Так что ограничьтесь 10-минутной зарядкой и отключите его, если он начнет нагреваться.

Нет никакой магии в зарядном устройстве для мобильного телефона.На самом деле это не более чем обернутая в пластик полоска медного провода, предназначенная для подачи питания (конечно, с пониженным напряжением и преобразованным в постоянный ток) от розетки к аккумулятору телефона.

Так что, если случится чрезвычайная ситуация, и вы окажетесь без зарядного устройства или работающей сетевой розетки, очень легко собрать хитроумное приспособление, которое использует батарейки АА, чтобы быстро дать вашему телефону достаточно энергии, чтобы сделать несколько экстренных вызовов. Весь процесс, который очень похож на миниатюрную версию запуска автомобиля от внешнего источника, занимает минуты и использует детали, которые можно найти в магазине Radio Shack на общую сумму менее 5 долларов.

Чтобы сделать это самостоятельно, вам понадобится следующее: несколько батареек AA, лоток для четырех батареек AA, металлическая скрепка и две скрепки типа «крокодил». Вот и все, и готовый продукт должен заряжать практически любой телефон (за заметным исключением iPhone, у которого нет легко съемной батареи), если вы окажетесь в глуши или переждете отключение электричества.

Проверьте напряжение

Первым делом проверьте напряжение аккумулятора телефона.У большинства часов напряжение составляет около 3,7 вольт, но вы должны вытащить его из телефона и прочитать мелкий шрифт, чтобы убедиться в этом. Эта информация позволит вам рассчитать, сколько батареек типа АА вам нужно. Ключ в том, чтобы использовать столько, чтобы едва превысить напряжение батареи телефона — используйте меньше, и вы не будете производить достаточно сока для зарядки батареи, но подключите слишком много, и вы можете сжечь все это. Батарейки типа АА на 1,5 вольта каждая, поэтому для зарядки 3,7-вольтовой батареи необходимо объединить три из них, чтобы получить в общей сложности 4.5 вольт.

Вставьте батарейки в лоток AA. Это лоток с четырьмя батареями, поэтому вам нужно будет вставить что-то еще в последний слот AA, чтобы замкнуть схему. Вот тут и пригодится скрепка. Разверните его и зацепите один конец через металлическую пружину в отрицательном конце пустой щели. Затем возьмите другой конец и согните его так, чтобы он касался металлического контакта снаружи лотка на положительном конце той же щели.

Этот зажим будет действовать как своего рода выключатель — пока он касается пружины и металлического контакта, питание будет поступать и зарядное устройство будет включено.

Чтобы выключить зарядное устройство, просто отодвиньте один конец скрепки от одного из контактов.

Группа разработчиков медиаплатформ


В экстренных случаях самодельные зарядные устройства можно использовать и для питания других гаджетов. И хотя для некоторых устройств может потребоваться больше батарей, более крупные элементы C или D или больший батарейный отсек, процесс в основном такой же, как и для телефонов. Вот сколько батарей вам понадобится для зарядки некоторых других распространенных гаджетов.Просто убедитесь, что это чрезвычайная ситуация. Отчаянная необходимость обновить фотографию на Facebook может не стоить того риска, который этот процесс представляет для вашего ноутбука или камеры.

Подключить питание

Чтобы наша штуковина заработала, нужно подключить лоток к аккумулятору телефона. От лотка будет идти два провода: красный провод, несущий ток от положительной клеммы батареи, и черный провод, несущий ток обратно к отрицательной клемме батареи. Обожмите или припаяйте красный зажим «крокодил» к красному проводу и черный зажим «крокодил» к черному проводу.Если имеется вольтметр, прикрепите к нему зажимы, чтобы убедиться, что ваши батареи обеспечивают правильное напряжение.

Теперь внимательно посмотрите на аккумулятор телефона. У него будет ряд маленьких металлических контактов, которые он использует для всасывания электричества. Рядом с одним из них должен быть положительный знак (+), а рядом с другим — отрицательный (-). (Обратите внимание, что большинство телефонных аккумуляторов содержат три или более контактов, но вы можете просто игнорировать остальные. И если они не имеют положительной или отрицательной маркировки, вольтметр подскажет, какой из них есть какой.)

Следя за тем, чтобы два зажима не соприкасались друг с другом, закрепите красный зажим типа «крокодил» сбоку от аккумулятора так, чтобы его металлические губки касались положительного металлического контакта, а черный зажим — сбоку от аккумулятора. аккумулятор так, чтобы он касался отрицательного.

Аккумулятор заряжается. Но имейте в виду: поскольку этот импровизированный механизм не имеет встроенного способа ограничения тока или защиты от перегрева, вам нужно следить за ним (и пальцем), чтобы убедиться, что он не слишком горячий. Если аккумулятор телефона начинает нагреваться, немедленно отключите его от сети, иначе вы можете повредить его. Есть и другие причины, по которым вам следует попробовать это только в том случае, если у вас нет другого выбора: процесс может нарушить гарантию вашего телефона, а острые зажимы типа «крокодил» могут поцарапать пластиковую оболочку аккумулятора. И, чтобы быть в безопасности, я бы не рекомендовал использовать этот метод для зарядки аккумулятора более 10 минут за раз. Когда вы закончите, вставьте аккумулятор обратно в телефон и начните набирать номер.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Часто задаваемые вопросы о преобразователях/зарядных устройствах

Какой тип батарей рекомендуется? Преобразователи, оборудованные Wizard.
Залитая свинцово-кислотная батарея глубокого цикла, AGM, гелевая ячейка
Размер батареи не должен быть меньше размера преобразователя в AMPS.
аккумулятор
Могу ли я установить преобразователь большей силы тока? .Не устанавливайте преобразователь, номинальная сила тока которого выше, чем у того, который изначально был установлен в вашем приложении.
Это может привести к перегреву проводки, что приведет к повреждению компонентов и/или возгоранию
ампер
Могу ли я заряжать более 1 банка с помощью конвертера? Между двигателем/запуском и батареями автобуса/дома следует использовать изолятор. Это предотвратит разрядку пускового аккумулятора при использовании автобуса.
Что означает буква V в конце номера моей модели? Буква V означает «Розничная упаковка»
Что означает Boost, Normal и Storage? То, что мы называем boost, normal и storage. Приравнивается к основной массе, абсорбции и струйке.
Какое выходное напряжение следует измерить на преобразователе? Выход преобразователя должен быть 13,6. При отключении от батареи или при полной зарядке батарей. Когда береговое питание подключено, напряжение батареи должно повышаться примерно до этого значения по мере зарядки.

Выход «+» преобразователя, сторона «+» панели постоянного тока и сторона «+» аккумулятора соединены вместе.

Сторона преобразователя .- сторона панели постоянного тока и — сторона батареи имеют общий крючок.

Проверьте выход преобразователя, затем батарею. Если он не заряжается, значит, где-то плохой контакт или перегорел предохранитель, препятствующий работе.

Вы покупаете продукт Progressive Dynamics через Интернет? Перед покупкой узнайте у продавца об их гарантийных процедурах. Предоставляет ли розничный продавец «рабочий» номер телефона службы поддержки клиентов или отдела обслуживания? Имеет ли продукт Progressive Dynamics, который вы покупаете, действительный серийный номер? Некоторые интернет-магазины продают продукты Progressive Dynamics без действительного серийного номера. ..НЕ ПОКУПАЙТЕ ИХ! У нас должен быть действительный серийный номер для всех работ по гарантийному обслуживанию. Действительный серийный номер позволяет легко и просто решать вопросы гарантийного обслуживания. Звоните 269-781-4241, добавочный номер 145; напишите нам по адресу [email protected] или напишите нам:

Отказ от ответственности
Progressive Dynamics, Inc.
507 Industrial Road
Marshall, MI 49068

Зачем транспортным средствам для отдыха нужны преобразователи/зарядные устройства? Удаленный кемпинг на современном транспортном средстве для отдыха требует источника электроэнергии (т.е. 12-вольтовая аккумуляторная система). Преобразователь питания заряжает аккумулятор и подает 12-вольтовое питание для освещения и бытовой техники, когда доступно 120-вольтовое питание переменного тока. Большинство производителей жилых автофургонов теперь указывают электронные преобразователи мощности/зарядные устройства.
Почему мои аккумуляторы не заряжаются при подключении к моему тягачу? Провод зарядки от 7-контактного разъема прицепа будет идти к аккумулятору, но не напрямую, иначе аккумулятор автобуса разрядит пусковой аккумулятор.

Информация о 7-контактном разъеме

Что такое электронный преобразователь/зарядное устройство? Преобразователи/зарядные устройства электронного типа были впервые разработаны для военных и аэрокосмических программ, чтобы соответствовать строгим требованиям надежности и компактности.По мере снижения стоимости компонентов и дальнейшего повышения надежности электронные преобразователи/источники питания стали стандартом для компьютерной индустрии. Преимущество электронных преобразователей/зарядных устройств

заключалось в том, что они были меньше, легче и обеспечивали выходное напряжение без пульсаций, необходимое для этих чувствительных электронных схем.

В начале 1990-х годов снижение стоимости компонентов и постоянное повышение их надежности достигли точки, когда стало экономически целесообразно разработать электронный преобразователь мощности для производства жилых автофургонов.

Progressive Dynamics представила наш первый электронный преобразователь в 1993 году, и с тех пор мы произвели более 2 000 000 единиц. Наш полевой опыт и постоянные усовершенствования сделали наши установки самыми надежными на рынке сегодня.

Как работают электронные преобразователи/зарядные устройства? Электронные преобразователи/зарядные устройства сначала преобразуют 120 В переменного тока 60 Гц от розетки в 120 В постоянного тока после прохождения через диодный выпрямитель №1, затем конденсатор фильтрует пульсации напряжения.Затем это напряжение 120 В постоянного тока подается на электронную схему переключения, которая преобразует его обратно в переменный ток и увеличивает частоту с исходных 60 Гц до 3500 Гц. Это высокочастотное переменное напряжение теперь подается на понижающий трансформатор, где выходное напряжение снижается примерно до 13,6 В переменного тока, а диодный выпрямитель № 2 преобразует переменный ток в 13,6 В постоянного тока, а конденсатор отфильтровывает пульсации.
С какой максимальной скоростью мой преобразователь/зарядное устройство будет заряжать аккумулятор? Электронные преобразователи/зарядные устройства серий 9200 и 9100 могут заряжать аккумулятор при максимальном выходном токе при условии, что другие 12-вольтовые системы не работают, и если аккумулятор разряжен достаточно, чтобы принять эту скорость заряда. Progressive Dynamics в настоящее время производит шесть различных моделей серии 9100 и четыре модели силовых преобразователей серии 9200, как показано в таблице ниже. Последние две цифры номера детали указывают максимальный ток зарядки в амперах.

Максимальный выпуск и зарядка скорости 9200 серии Model 9100 серии
30-AMPS PD9130
40-AMPS PD9130A
40-AMPS PD9140A
45-AMPS PD9245C PD9145A
60-AMPS PD9260C PD9160A
70-AMPS PD9270 PD9170
80-AMPS PD9280 PD9180 ​​

Мой преобразователь/зарядное устройство полностью отключается, когда аккумулятор полностью заряжен? Когда аккумулятор полностью заряжен, зарядный ток преобразователя падает до 20–25 мА.Батареи будут саморазряжаться с такой низкой скоростью, даже если нет других 12-вольтовых токовых нагрузок. Преобразователь определяет эту потерю тока и автоматически компенсирует эту потерю тока, чтобы поддерживать полный заряд батареи.
Почему вентилятор моего преобразователя не работает постоянно? Вентилятор, поставляемый с преобразователями Progressive Dynamics серий 9200 и 9100, является интеллектуальным вентилятором и использует электронную систему измерения температуры, которая управляет вентилятором только в той мере, в какой это требуется, как правило, в приложениях с высоким потреблением тока. Это означает, что вентилятор обычно не работает ночью, когда владелец фургона выключил большинство 12-вольтовых ламп и приборов и пытается заснуть.
Есть ли у моего преобразователя защита от короткого замыкания? Да, все преобразователи серии 9200 и 9100 содержат сложную электронную схему ограничения тока, которая автоматически очень быстро отключает преобразователь в случае короткого замыкания или перегрузки по току без перегорания предохранителей.Эта защитная схема автоматически сбрасывается после устранения короткого замыкания или перегрузки.
Каков срок гарантии преобразователя?
Как зарегистрироваться?
Гарантия на новый преобразователь Progressive Dynamics составляет 2 года и определяется датой покупки RV. Регистрация гарантии не требуется. Просто сохраните квитанцию.
Для чего предназначены предохранители на передней панели преобразователя? Эти предохранители защищают преобразователь от повреждения в случае подключения аккумуляторной батареи к RV задним ходом. Единственная причина, по которой эти предохранители могут перегореть, — это подключение обратного аккумулятора. Перед заменой преобразователя, подозреваемого в неработоспособности, всегда сначала проверьте эти предохранители! Это стандартные автомобильные предохранители на 30 ампер.
Сколько времени потребуется для перезарядки аккумулятора моего RV? Время перезарядки батареи зависит от многих факторов, таких как размер батареи, выходная мощность преобразователя, количество 12-вольтовых ламп и приборов, включенных во время цикла перезарядки, и степень разрядки батареи.В нашем тестировании батарея емкостью 125 Ач (ампер-час) была полностью разряжена до 10,5 вольт, а затем подключена к преобразователю/зарядному устройству PD9160 (60 ампер), настроенному на наше стандартное выходное напряжение 13,6 вольт. Аккумулятор достиг полного заряда за 70 часов.
Большую часть времени я разбиваю лагерь насухо и хочу подзарядить аккумуляторы моего RV с помощью генератора на следующий день. Можно ли как-то увеличить скорость перезарядки? Да, все преобразователи/зарядные устройства серии 9100 оснащены разъемом TCMS (Total Charge Management System), который позволяет легко установить наш мастер зарядки.Все преобразователи/зарядные устройства серии 9200 оснащены встроенным мастером TCMS/зарядки. Мастер зарядки определяет, что ваши батареи разряжены и что вы хотите их быстро зарядить, поэтому он автоматически увеличивает выходное напряжение преобразователя/зарядного устройства до 14,4 В. вольт и вернет аккумулятор емкостью 125 Ач до 90% полного заряда за 2-3 часа. Полная зарядка достигается примерно за 15 часов.
Могу ли я подключить солнечную панель к своим батареям, не повредив преобразователь/зарядное устройство? Да, добавление солнечной панели с солнечным контроллером заряда, подключенным к аккумулятору, не окажет негативного влияния на наши преобразователи/зарядные устройства.
Как удлинить кулон? Перейдите на сайт showmecables. com
Воспользуйтесь опцией их специального производителя кабелей и выберите 4-жильный кабель с разъемами RJ-22 нужной вам длины.
купить . RJ22 (гнездо) — гнездо RJ22 (гнездо) для кабеля телефонной трубки, встроенный соединительный адаптер — прямая разводка контактов
Артикул №. 1067
С помощью указанного выше кабеля и соединителя подключите подвесной модуль и PD9200.
В чем разница между PD9200 и PD4600 PD4600 — это прямая замена направляющей.Он имеет ту же электронику, что и серия PD9200, за исключением кнопки lbutton и lite, расположенной на плате предохранителей. Он имеет 2 вентилятора и правильную проводку и охлаждение, чтобы заменить следующее.

Paralax Magnetec WFCO Progressive Dynamics
6336 8935 PD4635
6345 8945
6345 8945 PD4645
6355 8955 PD4655
7345 PD4655
7355 PD4655
7355 PD4655

PD9200
— это конвертер стиль для монтажа колоды с шнуром для подключения выхода переменного тока. Он предназначен для самостоятельной установки на пол или стену.Он поставляется с внешним подвесным пультом управления Wizard для кнопки и света.

Поставляются ли PD9100 и PD9200 со шнуром/вилкой? Преобразователи серии PD9100 и PD9200 поставляются со шнуром переменного тока.
Модели на 80 А и 40 А/24 В имеют вилку на 20 А, все остальные модели оснащены вилкой на 15 А.
Для вилки на 20 ампер требуется розетка на 20 ампер. Вилка на 15 ампер подойдет к розетке на 15 или 20 ампер.
Повлияет ли выравнивание на аккумуляторы AGM? Выравнивание, применяемое в обычном смысле к зарядным устройствам LA, означает до 15.5 вольт в течение периода, часто превышающего час.
Используемый нами цикл выравнивания мягкий, 14,4 В в течение 15 минут каждые 21 час в режиме хранения. Было доказано, что это хорошо снижает сульфатацию в свинцово-кислотных аккумуляторных батареях. Это также не влияет на AGM.
Производители AGM заверили нас, что используемый нами профиль подходит для аккумуляторов AGM.
Какой размер провода я использую? Провод + и — должен выдерживать полную выходную силу тока преобразователя на расстоянии между преобразователем и батареей.Если + провод длиннее 18 дюймов, его необходимо предохранить в пределах 12 дюймов от батареи, чтобы защитить провод.
Заземляющий провод на стороне преобразователя должен быть из неизолированной меди 8 GA для подключения к корпусу.
Размеры проводов должны соответствовать кодам RIVA/NEC. Лицензированным электриком.
Примерное руководство см.:
Калибровка проволоки
Как подключить преобразователь к моей батарее? Провод + и — должен выдерживать полную выходную силу тока преобразователя на расстоянии между преобразователем и батареей.Если + провод длиннее 18 дюймов, его необходимо предохранить в пределах 12 дюймов от батареи, чтобы защитить провод.
Заземляющий провод на стороне преобразователя должен быть из неизолированной меди 8 GA для подключения к корпусу.
Размеры проводов должны соответствовать кодам RIVA/NEC. Лицензированным электриком.
Ориентировочное руководство см. в разделе Размер проволоки
Как подключить/проводить PD9200 или PD9100? Выход + идет к аккумулятору или панели предохранителей в зависимости от того, как все настроено.Любой провод, подсоединяемый к + аккумулятора, должен иметь предохранитель для защиты провода в пределах 12 дюймов от аккумулятора.
Выход — будет идти на — сторону системы постоянного тока, которая может быть клеммой аккумулятора или шасси.
Вышеупомянутые провода должны работать с полной выходной мощностью преобразователя на расстоянии, чем меньше падение напряжения, тем быстрее будет цикл зарядки. Максимальное сечение провода — 4 жилы. защитное заземление и должно быть калибра 8 или больше, подключенным к ближайшей металлической точке заземленного шасси.
Как подключить/подключить PD4000, PD4500? Береговой шнур питания переменного тока входит в устройство к главному выключателю, нейтральной шине и шине заземления. Затем мощность переменного тока распределяется между устройствами на 120 В через автоматические выключатели переменного тока, нейтральные и заземляющие шины. Питание преобразователя должно подаваться от 15-амперного выключателя. Заземляющая шина должна быть подключена к шасси.

Ваши предметы постоянного тока подключаются к отдельным пронумерованным проводам, соответствующим предохранителям. + сторона

Ваша – обратная сторона элементов постоянного тока подключается к шине заземления снаружи PD4045, которая, в свою очередь, подключается к стороне постоянного тока системы и аккумулятора.Или иногда шасси — это возврат постоянного тока, а огни и т. Д. Подключаются через шасси.

Как подключить/проводить PD4135? Береговой шнур питания переменного тока входит в устройство к главному выключателю, сетевой шине и шине заземления. Затем мощность переменного тока распределяется между устройствами на 120 В через автоматические выключатели переменного тока, нейтральные и заземляющие шины. Преобразователь Горячий, Черный, пойдет на 15-амперный выключатель. Заземляющая шина должна быть подключена к шасси.
DC: Просто красный провод в позиции 001 идет к аккумулятору. Второй красный провод предназначен для цепи постоянного тока с максимальным током 30 ампер, черный — для цепей постоянного тока с максимальным током 20 ампер.
Ваши предметы постоянного тока подключаются к отдельным пронумерованным проводам, соответствующим предохранителям. + сторона
Ваша – обратная сторона элементов постоянного тока подключается к шине заземления снаружи PD4045, которая, в свою очередь, подключается к стороне постоянного тока системы и аккумулятора. Или иногда шасси — это возврат постоянного тока, а огни и т. Д. Подключаются через шасси.
Как добавить кулон к PD4600? Обратите внимание, что все функции мастера встроены в 4600 и работают автоматически без подвесного модуля.

PD4600 поставляется с платой предохранителей постоянного тока, которая содержит кнопку и индикатор подвесного пульта.
Если кому-то понадобится эта функция извне, то удаленный кулон может быть собран.

Он подключается к 4-контактному разъему на секции преобразователя.

Инструкции по модификации находятся здесь: Модификация подвески
Купить для PD4600 здесь:

Где я могу приобрести «Пожизненную гарантию» для моего нового преобразователя? Пожизненная гарантия PDI Plus уже здесь.
Что мне следует использовать в моем маленьком домике? Существуют панели, которые имеют 120 В переменного тока и 12 В постоянного тока в одном.
Для работы на 30 А
PD4135KV PD4045K
или для работы на 50 А PD4500

Они указаны для использования в жилых автофургонах. Законны ли они для использования в крошечном доме или нет, зависит от строительных норм, национальных, местных и т. д.
Дополнительную информацию можно найти здесь.

Поищите в Google Tiny House electric.

Какой длины шнур дисплея инвертора PD12011? Пульт имеет 1 длину (25 футов), необходимо использовать прилагаемый кабель длиной 25 футов
Можно ли удлинить кабель дисплея PD12011? №Подойдет только прилагаемый кабель.
Можно ли установить инвертор PD1200 в перевернутом положении Перевернутый вариант не является обязательным. Оба допустимых положения показаны на стр. 9 руководства по инвертору.
В каком направлении дует вентилятор инвертора PD1200? Вентилятор дует внутрь.
Будет ли преобразователь работать на выходе инвертора?
Серия PD1200.
Преобразователь не будет работать на выходе.Большой пиковый ток наших преобразователей столкнется с ограничением тока на инверторе, и он отключится.
Как добавить инвертор? Установка инвертора-50-А-система

Установка инвертора-30-А-система

Установка инвертора-PD4000

Установка инвертора-PD4500

Инвертор
Разряжаются ли свинцово-кислотные батареи, когда они не используются? Все батареи, независимо от их химического состава, саморазряжаются. Скорость саморазряда свинцово-кислотных аккумуляторов зависит от температуры хранения или эксплуатации. При температуре 80 градусов по Фаренгейту свинцово-кислотная батарея саморазряжается со скоростью примерно 4% в неделю. Аккумулятор емкостью 125 ампер-часов будет саморазряжаться со скоростью примерно пять ампер в неделю. Имея это в виду, если аккумулятор емкостью 125 Ач будет храниться в течение четырех месяцев (16 недель) зимой без подзарядки, он потеряет 80 ампер из своей 125-амперной емкости. Он также будет иметь сильную сульфатацию, что вызывает дополнительную потерю мощности.Держите батареи заряженными, когда они не используются! свинцово-кислотный
У свинцово-кислотных аккумуляторов есть память? Свинцово-кислотные аккумуляторы не имеют памяти. свинцово-кислотный
Нужно ли полностью разряжать свинцово-кислотную батарею перед ее зарядкой? Нет, на самом деле вы никогда не должны разряжать свинцово-кислотную батарею ниже 80% ее номинальной емкости. Разрядка ниже этой точки или 10,5 вольт может привести к его повреждению. свинцово-кислотный
Когда мне нужно выполнить уравнительный заряд? Выравнивание должно выполняться при первой покупке батареи (так называемая освежающая зарядка) и регулярно (каждые 10 циклов разрядки или не реже одного раза в месяц). Снижение производительности также может указывать на необходимость выравнивающей зарядки. свинцово-кислотный
Что такое уравнительный заряд? Уравнительный заряд для 12-вольтовой батареи требует, чтобы она заряжалась напряжением не менее 14 В.4 вольта в течение как минимум одного часа один раз в месяц или каждые 10 циклов разрядки. Уравнительный заряд предотвращает расслоение батареи и уменьшает сульфатацию, которая является основной причиной выхода батареи из строя. свинцово-кислотный
Когда следует доливать воду в батареи? Частота полива зависит от частоты использования и подзарядки батарей. Также использование батарей в жарком климате потребует более частого полива. Лучше всего часто проверять уровень воды в аккумуляторе и при необходимости добавлять дистиллированную воду.Никогда не добавляйте водопроводную воду в аккумулятор. Водопроводная вода содержит минералы, которые снижают емкость аккумуляторов и увеличивают скорость их саморазряда.

Предупреждение. В новой батарее может быть низкий уровень электролита. Сначала зарядите аккумулятор, а затем добавьте воды, если это необходимо. Добавление воды в аккумулятор перед зарядкой может привести к переливу электролита.

свинцово-кислотный
Каков правильный уровень электролита? Уровень электролита в аккумуляторе должен быть чуть ниже дна вентиляционного колодца, примерно на ½–¾ дюйма выше верхней части сепараторов.Никогда не позволяйте уровню электролита опускаться ниже верхней части пластин. свинцово-кислотный
Нужно ли доливать кислоту в аккумулятор? При нормальных условиях эксплуатации доливать кислоту не требуется. Для достижения рекомендуемого уровня электролита следует добавлять только дистиллированную или деионизированную воду. свинцово-кислотный
Могут ли мои батареи замерзнуть? Если аккумулятор частично разряжен, электролит в свинцово-кислотном аккумуляторе может замерзнуть.При уровне заряда 40 % электролит замерзнет, ​​если температура упадет примерно до -16 градусов по Фаренгейту. Когда аккумулятор полностью заряжен, электролит не замерзнет, ​​пока температура не упадет примерно до -92 градусов по Фаренгейту. свинцово-кислотный
Какие ошибки чаще всего допускают владельцы свинцово-кислотных аккумуляторов? Недостаточный заряд. Обычно возникает из-за того, что зарядное устройство не позволяет полностью зарядить аккумулятор после использования. Продолжительная эксплуатация аккумулятора в частично заряженном состоянии или хранение аккумулятора в разряженном состоянии приводит к образованию сульфата свинца (сульфатации) на пластинах. Сульфатация снижает производительность батареи и может привести к ее преждевременному выходу из строя.
Перезарядка. Непрерывная зарядка вызывает ускоренную коррозию положительных пластин, чрезмерное потребление воды и, в некоторых случаях, вредную температуру внутри батареи. Свинцово-кислотные аккумуляторы следует заряжать после каждого разряда более чем на 50% их номинальной емкости, а также во время или после длительного хранения в течение 30 и более дней.
Недостаточное увлажнение — В свинцово-кислотных батареях вода теряется в процессе зарядки.Если уровень электролита упадет ниже верха пластин, может произойти непоправимое повреждение. Часто проверяйте уровень воды в аккумуляторе.
Чрезмерное увлажнение. Чрезмерное увлажнение батареи приводит к дополнительному разбавлению электролита, что приводит к снижению производительности батареи. Добавляйте воду в аккумулятор после его полной зарядки, никогда, если аккумулятор частично разряжен.
свинцово-кислотный
Могу ли я уменьшить потребность в добавлении воды в аккумулятор, снизив зарядное напряжение до 13 вольт или менее? Снижение зарядного напряжения уменьшит потребность в добавлении воды, но это вызовет состояние, известное как расслоение батареи. Расслоение аккумуляторной батареи происходит, когда серная кислота в смеси электролитов отделяется от воды и начинает концентрироваться на дне аккумуляторной батареи.

Эта повышенная концентрация кислоты увеличивает образование сульфата свинца (сульфатирование). Для предотвращения расслоения ваш аккумулятор должен периодически проходить уравнительный заряд (повышение зарядного напряжения до 14,4 вольта и выше).

свинцово-кислотный
Как работают свинцово-кислотные аккумуляторы? Основные сведения о батареях свинцово-кислотные
AGM
Как ухаживать за свинцово-кислотными батареями? Управление батареями 101 свинцово-кислотные
AGM
Какой размер батареи? Калькулятор банка аккумуляторов для жилых автофургонов свинцово-кислотный
Аккумуляторная батарея какого размера для инвертора? Калькулятор банка аккумуляторов для жилых автофургонов свинцово-кислотный
Почему индикатор Wizard горит при отсутствии питания переменного тока? Волшебник и свет питаются от вашей батареи, когда нет питания от берега или от генератора. Потребляемая мощность составляет менее 0,012 ампер. свет
мастер
зеленый
Каков номинальный ток красных или черных проводов, подключенных к платам предохранителей на центрах питания. Красные провода и соответствующие положения предохранителей рассчитаны на максимальный ток 30 ампер. Черные провода и положения предохранителей предназначены для цепей макс. 20 ампер. PD40
PD45
PD41
предохранители
провод
Должен ли быть подключен аккумулятор? Аккумулятор не обязательно подключать, когда преобразователь включен.Без батареи не будет питания 12 вольт, если нет берегового или генераторного питания. преобразователь
Для чего предназначены слаботочные предохранители? Положения слаботочных предохранителей.

Для слаботочных цепей предел плавкого предохранителя составляет 20 ампер.

Они предназначены для размещения на них слаботочных элементов, таких как детекторы дыма и газа, чтобы при перегорании предохранителя рядом с ним загоралась красная лампочка.

Красный индикатор рядом с каждым предохранителем загорается, когда предохранитель перегорает, если что-то включено в цепи.

слаботочные предохранители

Добавление генератора переменного тока к вашей литий-ионной батарее требует некоторого планирования….

Обновление от февраля 2020 г.

Эта статья была написана еще в 2017 году, до того, как были доступны зарядные устройства постоянного тока Victron Orion Smart DC. Эти зарядные устройства были специально разработаны для передачи заряда от одной батареи к другой. Они полностью программируемые, так что вы можете задать трехступенчатую зарядку или установить литиевую программу. Вы также можете установить условия, при которых они включаются и выключаются в зависимости от напряжения, или сигнала от замка зажигания, или от ручного переключателя, или любой комбинации вышеперечисленного.Это обновление, остальная часть этой статьи относится к 2017 году.

Обсуждение наилучшего способа включения генератора переменного тока в систему литий-ионных аккумуляторов.

При подключении генератора переменного тока к литий-ионной аккумуляторной системе необходимо учитывать несколько моментов. Первый: «Готов ли генератор к работе?» Литий-ионный аккумулятор может сильно нагрузить генератор и заставить его работать в течение длительного времени. Возможно, должен быть какой-то способ ограничить спрос, чтобы предотвратить саморазрушение генератора переменного тока.Другие соображения включают в себя обеспечение того, чтобы генератор переменного тока заряжал литиевую батарею при правильном напряжении, и выяснение того, что происходит, когда литиевая батарея полностью заряжена.

Зависимость между емкостью батареи и выходной мощностью генератора

Литиевые батареи имеют максимальный зарядный ток и рекомендуемый зарядный ток. Для максимального срока службы батареи зарядка генератора должна быть рассчитана на то, чтобы не превышать рекомендуемый зарядный ток. Вот таблица для литий-ионных аккумуляторов Victron 12,8 В:

В приведенной выше таблице видно, что аккумулятор на 300 ампер-часов может принимать заряд до 750 ампер, но рекомендуемое постоянное значение составляет 150 ампер или меньше.

Напряжение заряда

Как видно из приведенной выше таблицы, рекомендуемое напряжение заряда составляет 14,0–14,4 В. Большинство генераторов переменного тока не смогут обеспечить это напряжение до тех пор, пока аккумулятор не будет почти полностью заряжен. Когда он достигает полного напряжения, BMS (система управления батареями) должна отключить заряд батареи.

Что происходит, когда батарея полностью заряжена?

Когда батарея полностью заряжена, BMS должна отключить заряд. Один из способов добиться этого — разорвать соединение между генератором и литиевой батареей.В этом случае необходима еще одна обычная батарея, обычно пусковая, для зарядки генератора переменного тока. Вы не можете отключить выход генератора переменного тока во время его работы, потому что, если некуда девать мощность, его внутреннее напряжение резко возрастет и разрушит диоды.

Другой способ добиться того же результата — заставить BMS отключить регулятор генератора. Обычно это возможно только с генератором переменного тока с внешней регулировкой. Когда он выключен, генератор не может заряжать какие-либо другие батареи, например, стартерную.

Способы ограничения нагрузки на генератор

Если у вас мощный генератор, то ограничение может не понадобиться. Это будет своего рода генератор переменного тока для тяжелых грузовиков, который предназначен для работы на высокой мощности в течение всего дня. Для любого другого генератора переменного тока было бы целесообразно предусмотреть какое-либо ограничение, чтобы предотвратить его саморазрушение при зарядке литиевых батарей на высокой мощности в течение длительного времени.

Генераторы переменного тока, оснащенные внешним регулятором с измерением температуры генератора, предлагают первый и самый простой способ ограничения тока.Когда генератор переменного тока становится слишком горячим, регулятор немного снижает его, чтобы поддерживать допустимую температуру. Последняя версия регулятора Balmar MC-614-H предлагает бесступенчатую регулировку мощности, чтобы поддерживать температуру генератора в пределах допустимого диапазона.

Для других генераторов переменного тока может потребоваться дополнительное внешнее ограничительное устройство. Victron 12/1200 BMS имеет встроенную функцию, ограничивающую выходную мощность генератора переменного тока до 100 ампер. Он работает, устанавливая предохранитель нужного предела в BMS.Если вы хотите ограничить генератор до 80 ампер, вы должны установить предохранитель на 80 ампер. Когда предохранитель приближается к своей номинальной мощности, он начинает нагреваться, и его сопротивление изменяется. BMS распознает это и соответственно снижает ток. Использование этого устройства требует, чтобы у вас была альтернативная батарея для зарядки генератора переменного тока. Эта система BMS 12/1200 может использоваться в качестве устройства ограничения тока, даже если она не используется в качестве системы BMS, управляющей батареями.

Другим высокотехнологичным устройством, используемым для ограничения мощности генератора переменного тока, является Victron Buck Boost DC DC Converter. Это особенно подходит для автомобилей Sprinter и EuroVans, а также других автомобилей с высокотехнологичными генераторами переменного тока. Преобразователь постоянного тока Buck Boost DC оснащен датчиком вибрации, который автоматически включает его при работающем двигателе. Он берет входное напряжение и изменяет его на любое напряжение, требуемое литиевой батареей, и в процессе ограничивает его до запрограммированного значения, максимум до 50 ампер. При этом вы можете использовать 24-вольтовый генератор для зарядки 12-вольтовой батареи или наоборот.Стартовая батарея подключается к литий-ионной батарее через Cyrix-Li-Ct, который представляет собой объединитель батарей, управляемый BMS. Когда литиевая батарея полностью заряжена, комбайнер отключается, но генератор продолжает заряжать стартовую батарею. Ограничение тока не показано, генератор должен быть в рабочем состоянии или иметь активный контроль температуры.

На следующей диаграмме (выше) используется Victron 12/1200 BMS со встроенным способом ограничения тока генератора до 100 ампер в зависимости от размера предохранителя, установленного в левом держателе предохранителей. Обратите внимание, что генератор переменного тока всегда имеет обычную батарею для зарядки, даже если его выход на литиевую батарею прерывается.

BMS Victron 12/1200 имеет свои ограничения, поэтому вы можете предпочесть использовать BMS VE Bus. Любая система с инверторным зарядным устройством Multi-Plus или Quattro захочет использовать VE Bus BMS. 12/1200 предназначен для небольших систем и имеет ограничение в 100 ампер на выходе. В этом случае вы по-прежнему можете использовать VE Bus BMS в качестве BMS, управляющей батареями, но использовать 12/1200 исключительно в качестве ограничителя тока.Схема подключения будет выглядеть так, как показано ниже. Опять же, как и прежде, у генератора всегда есть резервная батарея для зарядки.

На следующем рисунке генератор переменного тока заряжает только литиевую батарею. Генератор регулируется снаружи регулятором Balmar MC-614-H. Установка включает в себя датчик температуры на генераторе, который ограничивает его выходную мощность, поддерживая температуру генератора в допустимых пределах. Также возможно ограничить генератор переменного тока определенным процентом от его номинальной мощности в программном обеспечении регулятора.Цепь зажигания регулятора управляется сигналом «разрешить зарядку» от BMS. Когда батарея полностью заряжена, сигнал «разрешить зарядку» выключается, а также регулятор и, следовательно, генератор переменного тока. Небольшое реле требуется для включения и выключения регулятора, поскольку сигнал BMS «разрешить зарядку» не способен поддерживать реальную нагрузку. Это должно быть твердотельное реле из-за его сверхнизкого энергопотребления. Мы обнаружили, что для этой цели может служить одна из батарейных защит Victron, вставленная в источник питания регулятора.Вы также можете взглянуть на мой пост в блоге, где я обсуждаю настройки регулятора генератора переменного тока.

Последний способ, показанный ниже, является самым высокотехнологичным (и самым дорогим). Он был разработан для использования с интеллектуальными генераторами переменного тока и динамо-машинами, используемыми в таких транспортных средствах, как фургон Sprinter и фургон Euro, где выходное напряжение может сильно различаться. Чтобы избежать вмешательства в электронику автомобиля, что может вызвать проблемы с гарантией, повышающий преобразователь можно запрограммировать на использование встроенного датчика вибрации, чтобы он работал только при работающем двигателе.Выходная мощность, создаваемая преобразователем, может регулироваться в соответствии с требованиями литиевых батарей. Это может предотвратить чрезмерную нагрузку на генератор переменного тока, ограничивая количество заряда, доступного для литиевой батареи. Это сложное устройство является умным обходным путем для всех видов сложных проблем, с которыми можно столкнуться при модификации этих автомобилей. Схема подключения выглядит следующим образом:

Примечание к этим схемам

Схемы на этой странице представляют собой блок-схемы для иллюстрации концепции.Все они были взяты из опубликованных чертежей Victron Energy, доступных на веб-сайте компании www.victronenergy.com. Они были отредактированы для удаления лишней информации, не относящейся к обсуждаемой теме. Как правило, они не показывают защиту цепи, выключатели батареи или другие подобные элементы.

У меня был вопрос по поводу всех этих систем, что происходит, когда двигатель останавливается? Разряжается ли литиевая батарея в обычную батарею? Вот официальный ответ: «Cyrix-Li-ct отключится когда двигатель не работает, и напряжение стартера начинает падать так же, как обычный Цирикс.BMS 12/200 блокирует возврат энергии к полностью стартерная батарея.»

Добавить зарядное устройство для ESP8266 и ESP32 (молодец)

Последнее изменение 1 месяц

В этом уроке я покажу вам, как добавить батарею и зарядное устройство в любой проект на основе микроконтроллера, основан на Arduino, ESP8266, ESP32 или любом другом , правильно, безопасно, легко и недорого. .

Кроме того, к концу этого проекта речь идет не только о создании , но и о , чтобы прокомментировать некоторые вещи, которые очень важны для производителей, желающих питать свои гаджеты от батарей. Потому что, вы заметили «молодец» в названии?

Использование бесконечно, и хотя я буду использовать в качестве примера мой проект домашнего измерителя CO2, вы можете использовать его в любом другом проекте.

Есть несколько случаев, когда мы хотели бы использовать монитор CO2 с батареями (по крайней мере, это часто случается со мной). Даже периодически калибровать на улице, мне хорошо, что они автономные. До сих пор я использовал блок питания (перезаряжаемый блок питания с аккумулятором), обычно используемый для питания мобильных телефонов , , но я подумал, что пришло время для более интегрированного решения.

А что такого в том, что он хорошо сделан?

Установка батареи на гаджет, работающий от напряжения 5 В (или 3,3 В, если уж на то пошло), кажется одной из самых простых вещей в мире, верно?

У меня есть секрет : Эта статья не только рассказывает вам как «подключить» батарею, но и учит вас почему важно делать это определенным образом , поэтому она такая обширная (и поверьте мне, это могло бы быть намного больше, если бы мы углубились в детали).

Я прошу вас об одолжении: даже если вы думаете, что это очень просто и что в этой статье слишком много слов для чего-то настолько простого, пожалуйста, прочитайте всю статью (не просто переходите «на сборку»), возможно, вы уже все это знаете, но, может быть, будете удивлены.

Я думаю, что к настоящему времени все знают, что литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (литий-полимерные) аккумуляторы , или «Lipo», хрупкие и даже могут быть опасными . Наверняка многие из вас помнят о скутерах, которые не так давно оставили гореть в одиночестве на улице.

Мы живем с этими батареями, и обычно ничего не происходит, но это потому, что подавляющее большинство коммерческих устройств, которые их используют, знают о своих рисках и управляют ими надлежащим образом .

Опасность исходит не от самой батареи (ну, отчасти да), а, прежде всего, от ее использования.

Проблема заключается в том, что большинство из « неспециалистов » не знают (и, логично, не обязаны знать), что такое « применение, которое делается из него » и даже меньше, когда они уверены, что если они возьмут аккумулятор и возьмут зарядное устройство и аккуратно вставят, то ничего страшного не произойдет.

ОШИБКА!

Существует особенно деликатный способ использования, и Меня тошнит от проектов, конструкция которых подвергает опасности аккумулятор, устройство и ваш дом .

Этот тип использования, прежде всего, когда вы хотите использовать устройство и одновременно заряжать аккумулятор .

Подумайте об этом, не так много устройств, которые делают это . Мы можем думать о телефонах и, что они действительно расширены, еще несколько…

Мы хотим, чтобы батарея нашего счетчика всегда была заряжена, мы хотим, чтобы наш прибор работал, пока батарея заряжается . Мы не хотим выключать счетчик на несколько часов, пока заряжается аккумулятор.

Заповеди Li-ion и Li-po аккумуляторов

Это десять самых важных заповедей +1 при работе с Li-ion и Li-po аккумуляторами (и далее следуют другие):

  1. Не перегрузка Аккумулятор
  2. Не перезарячивает Аккумулятор
  3. Не перегружайте Батарея
  4. Не перегрузка Аккумулятор
  5. Не перегружается Батарея
  6. не перезарячивает аккумулятор
  7. не перезарячивает аккумулятор
  8. не перезарячивает аккумулятор
  9. Не перегружаясь аккумулятор
  10. Не перегружайте батарею
  11. Не допускать короткого замыкания аккумулятор (это так же важно, как и предыдущие 10)
  12. Не допускать переразряда аккумулятор ниже определенного уровня
  13. Не допускать перегрева Аккумулятор
  14. Дон не ставьте батареи параллельно если они не одинаковые и имеют одинаковую зарядку

Они не единственные, но их можно сделать 90 013 пусть ваш дом загорится легче.

Грех большинства проектов

Большинство проектов, которые можно увидеть в Интернете, совершают серьезную ошибку , и я собираюсь рассказать вам, что это такое, простым способом, чтобы вы могли быстро понять это.

Если вы помните, первые десять заповедей гласили: «Не перезаряжайте батарею» . Это означает, что в процессе зарядки аккумулятора есть определенный момент, в котором вы должны перестать заряжать его и не выходить оттуда . Продолжать заряжать аккумулятор после этого момента опасно.

Как вы понимаете, из предыдущего абзаца видно, что процесс зарядки аккумулятора очень деликатный и зарядные устройства для литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов (в отличие от свинцово-кислотных, никель-кадмиевых или никелевых -металлические батареи, выдерживающие большие нагрузки) — очень точные устройства.

Я не буду подробно объяснять, как происходит процесс зарядки Li-ion и Li-po аккумулятора (возможно, в другой статье), но я собираюсь дать вам основные черты того, что делает зарядное устройство :

Процесс зарядки аккумулятора с помощью TP4056
  1. Сначала зарядное устройство выполняет проверок безопасности , чтобы убедиться, что батарея не подключена наоборот, находится в пределах определенного диапазона напряжения и т. д.
  2. Зарядное устройство затем выполняет «Предварительное кондиционирование» , в ходе которого проверяет очень контролируемым образом и путем подачи малых токов, что батарея «поглощает» ток, который она должна поглощать, что ее напряжение повышается, давая это актуально и так далее.
  3. Начинается зарядка постоянным током , которая занимает почти весь процесс зарядки. Это означает, что зарядное устройство будет изменять напряжение , которое питает батарею, по мере необходимости, так что батарея всегда поглощает одинаковую интенсивность .
  4. Когда зарядное устройство обнаруживает, что напряжение батареи приближается к 4,2 вольта, что соответствует ее максимальному напряжению, оно начинает уменьшать силу тока, подаваемого на батарею.
  5. Когда ток меньше определенного значения, зарядное устройство прекращает зарядку . Все кончено.

Ну, проблема в том, что в большинстве проектов последняя точка никогда не достигается и батарея заряжается, заряжается, заряжается. .. до тех пор, пока… пока не сядет батарея.

Вы заметили, сколько устройств, работающих от батареи, имеют проблемы с ней? Что ж, у вас есть веская причина.

А почему не перестает загружаться? Ну, я вам тоже объясню ниже.

Обычная и (очень) плохо сделанная система питания

Во многих (многих) проектах люди делают следующее:

Начнем с проекта, который обычно питается от 5 вольт.

Следующим шагом будет добавление аккумулятора с его зарядным устройством (небольшая плата на микросхеме TP4056, которая прекрасно работает и способна заряжать аккумулятор с точностью до 1.5%), и его можно было всегда оставлять подключенным, чтобы поддерживать постоянно заряженный аккумулятор:

Конечно, в предыдущем примере у нас была бы заряженная батарея, но эта батарея давала бы нам напряжение от 3 до 4,2 вольт, в зависимости от того, насколько она заряжена, и мы не могли бы использовать ее напрямую для питания нашей схемы (для работы которого требуется 3,3 или 5 вольт).

Что делает наш умный конструктор, так это подключает параллельно к аккумулятору схему, называемую «шаг вверх вниз» (среди других любопытных комбинаций слов, таких как бустер или SEPIC), на вход которой мы можем подать любое напряжение (в пределах несколько ограничений, которые зависят от конкретной схемы, которую мы используем, скажем, между 2.5 и 30 вольт) и что на выходе он всегда будет давать нам чудесные 3,3 или 5 стабилизированных вольт :

Но наш конструктор-любитель через короткое время замечает ( когда батарея садится или случается беда , что бы ни случилось до этого, но это не займет много времени), что здесь не хватает вещей для правильной работы схемы и чтобы спать спокойно ночью .

  1. Защита от переразряда , потому что, если вы оставите устройство подключенным слишком долго и аккумулятор разрядится ниже определенного уровня, аккумулятор умрет (некоторые аккумуляторы имеют встроенную защиту).
  2. Защита от коротких замыканий , ведь, а если серьезно, то в любой момент (и более в любительской схеме, чем мы и являемся) один кабель может задеть другой, и… дым, который несут все электронные компоненты внутри… (в лучшем случае чехлы).
  3. Прочие средства защиты , которые не могут привести к возгоранию собрания или дома, но их удобно иметь.

Итак, вы возвращаетесь к плате проектирования и заменяете простое зарядное устройство, которое вы использовали для , на более полное зарядное устройство , которое включает в себя необходимые защиты (обратите внимание на соединения с зарядным устройством, они очень похожи, но не то же самое: у предыдущего было только две клеммы выход, а у этой четыре независимых клеммы , две для аккумулятора и еще две для выхода):

На данный момент наш дизайнер-любитель получил то, что хотел.Система питания, работающая от аккумулятора, которая может одновременно заряжать аккумулятор и питать устройство и имеет необходимые средства защиты . ..

Попробовал, работает! и так счастлив, что он публикует это…

Но этот дизайн (настолько широко распространенный, погуглите, если хотите, и вы увидите их сотни) скрывает темную тайну, смертный грех , который может подвергнуть нас опасности:

ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО НИКОГДА НЕ ЗАВЕРШАЕТ ЗАРЯДКУ АККУМУЛЯТОРА, НАРУШАЯ ПЕРВЫЕ 10 ЗАПОВЕДЕЙ!

И почему это происходит?

Ключ находится в первом пункте таблицы данных интегральной схемы TP4056:

«TP4056 автоматически завершает цикл заряда, когда ток заряда падает до 1/10 запрограммированного значения после достижения конечного плавающего напряжения.»

Это означает, что TP4056 прекратит зарядку аккумулятора только тогда, когда конечное напряжение достигнет 4,2В и зарядный ток упадет до одной десятой от запрограммированного зарядного тока.

По умолчанию на большинстве плат с TP4056 (и иже с ним) запрограммирован ток нагрузки 1 Ампер (его можно модифицировать изменением сопротивления), а значит пока не будет потребления менее 100мА процесс заряда будет не прерываться, и поскольку у нас подключена дополнительная цепь, « висит на зарядном устройстве », зарядное устройство будет « путать » из-за этого дополнительного потребления и никогда не прекратит зарядку аккумулятора.

Если запрограммированный зарядный ток равен 500 мА. зарядное устройство завершит зарядку аккумулятора только тогда, когда напряжение достигнет 4,2 В, а потребление будет менее 50 мА .

Базовый раствор

Решение предыдущей проблемы — получить что цепи зарядки аккумулятора и питания нашего устройства независимы .

Посмотрите на диаграмму ниже, представьте, что у нас есть этот переключатель в нашей схеме, и он меняется автоматически в зависимости от того, подключен внешний источник питания или нет .

Здесь у нас это с внешним питанием, подключенным . Как видите, батарея продолжает заряжаться, но не имеет связи с нашей схемой :

.

А у нас только с батареей :

В электронном виде это обычно выполняется с помощью MOSFET-транзистора и диода , работающих вместе, так что между ними они могут направлять ток по правильному пути , в зависимости от того, есть ли внешний источник питания или нет :

В основном у нас есть та же запрещенная цепь, что и до , но теперь у нас есть « автоматический переключатель «, который выбирает правильный путь для текущего .

Ниже показан путь тока при подключении внешнего источника питания. Как видите заряд аккумулятора и питание нашего устройства полностью независимы :

При отсутствии внешнего питания наше устройство питается только от аккумулятора :

Кроме того, таким образом также мы отдаем приоритет внешнему питанию на аккумуляторе, когда устройство питается от кабеля, так что мы предотвратим нашу схему, вызывающую непрерывную зарядку и разрядку аккумулятора (что укоротит его жизни много).

Приведенные выше изображения взяты из отличной заметки производителя микрочипа по применению , где говорится о конструкции зарядных устройств для литий-ионных аккумуляторов и схемах « load sharing » (Load sharing) или « power path » (Path of поток). Если вам интересно узнать больше о , рекомендую прочитать, здесь .

И как это сделать правильно?

Несколько лет назад нам понадобилось бы много компонентов: несколько для защиты аккумулятора, несколько для зарядного устройства, несколько для «распределения нагрузки». Сейчас у нас на рынке интегральных схем, выполняющих все эти функции на четверти квадратного сантиметра .

Решение, которое я предлагаю вам на этот раз, основано на одной из таких интегральных схем. Интегральная схема MCP73871 .

Вы можете найти техническое описание MCP73871 здесь.

Из-за того, что он настолько мал, изготовителю на самом деле очень трудно правильно паять. Хорошей новостью является то, что мы можем купить плату со встроенным MCP73871 и всеми компонентами, необходимыми для работы, за менее чем за 2 € .Так что проект супер легкий !

Я подготовил полный видеоурок, в котором все объясняю, Шаг за шагом .

Не пропустите, если когда-нибудь вы планируете добавить аккумулятор и зарядное устройство к любому из ваших проектов.

Кстати, пока не забыл, и как я рассказываю в видео, эта схема полностью совместима с зарядкой аккумулятора солнечными панелями (5,5 и 6В), так как обладает интеллектом, необходимым для того, чтобы не перегружать солнечную панель и всегда извлекать максимально возможную энергию. Ниже вы можете прочитать больше об этой функции, называемой VPCC.

ВАЖНО (ОБНОВЛЕНИЕ ИЗ ПЕРВОГО ВИДЕО):

Если вы собираетесь использовать эту плату, запитав ее зарядным устройством или блоком питания, то рекомендую подключить ее так, как я указываю ниже (токовой вход на клеммы + и — вместо клеммы PWR, взять внимательно посмотрите на картинку, чтобы не перепутать два контакта с пометкой «+», которые расположены довольно близко друг к другу):

Также проверьте ниже и во втором видео , так как вам следует модифицировать плату, чтобы оптимизировать ее для использования с адаптером питания или зарядным устройством.

Учебное пособие разделено на два видео:

В первом видео вы увидите объяснение и общую сборку.

На втором видео Вы увидите рекомендуемые модификации для корректной работы зарядного устройства с внешним адаптером питания или зарядным устройством (вместо солнечной панели).

Видеоролики немного длинные, потому что они очень подробно объясняются и полны советов и информации, которые, как мне кажется, могут быть интересны.

Если вам нравятся видео, не забудьте поставить «Нравится» и подписаться на канал. Это будет мотивировать меня продолжать снимать подобные видео.

Также относится: Чтобы узнать, как измерить напряжение батареи с помощью ESP Easy с помощью Arduino, ESP8266 или ESP32 (или любым другим способом), обязательно ознакомьтесь со следующим руководством:

Учебные материалы

В уроке я использовал очень дешевые и легкодоступные материалы .

Я оставляю вам ссылки, где я купил компоненты и материалы, которые я использовал для создания учебника:

Характеристики, преимущества и функциональные возможности нашей аккумуляторной системы питания

Существуют и другие способы решения этой проблемы, но тот, который я предлагаю в этом руководстве, имеет множество преимуществ . Вот некоторые из них:

  • Интегрированное распределение заряда системы и управление зарядом батареи ( распределение нагрузки / путь питания ).
  • Одновременное питание и нагрузка системы литий-ионный аккумулятор
  • пропорциональное напряжение тока пропорциональное управление (VPCC) обеспечивает приоритет зарядки системы над зарядным током литий-ионного аккумулятора
  • работа с диодом
  • Контроллер управление полной линейной нагрузкой .
  • Встроенный силовой тракт транзисторы
  • Встроенный защита от обратного разряда .
  • Выбираемые источники питания: USB-порт или настенный адаптер AC DC

У вас также есть несколько дополнительных опций (для некоторых из них вам нужно будет проверить техническое описание интегральной схемы, чтобы узнать, как использовать им):

Варианты предустановленного высокоточного зарядного напряжения:

  • Зарядка аккумулятора в 4. 10 В, 4,20 В, 4,35 В или 4,40 В
  • Допустимое отклонение 0,5 %.
  • Постоянный ток/постоянное напряжение (CC/CV)
  • Максимальный общий входной ток 1,8 А (с радиатором). Без радиатора рекомендуется не превышать 1А .
  • Программируемый ток быстрой зарядки по сопротивлению. Управление: от 50 мА до 1 А
  • Уставка нагрузки, программируемая резистором
  • Выбираемое управление входным током USB. Абсолютный максимум: 100 мА (L) / 500 мA (H)
  • Автоматическая перезарядка
  • Автоматический контроль завершения зарядки
  • Таймер безопасности с управлением включением/выключением таймера
  • 0.Предварительное кондиционирование 1C для сильно разряженных элементов
  • Контроль температуры элемента аккумулятора
  • Блокировка низкого напряжения (UVLO)
  • Индикатор низкого заряда аккумулятора (LBO)
  • Индикатор состояния питания (PG)
  • Индикаторы состояния заряда и состояния ошибок

In Кроме того, с улучшениями, представленными во втором видео, мы достигнем:

  • Оптимизировано для использования с внешним зарядным устройством или источником питания
  • Защита от короткого замыкания
  • Защита от перегрузки
  • Защита от перегрузки
  • Защита от перегрузки по току
  • Измерение напряжения батареи с помощью ESP8266

Анализ и практические испытания

Вот вам и первый практический тест.

Меня очень поразил тот факт, что на этой плате был очень большой конденсатор (4700 мкФ 25В), особенно когда производитель чипа рекомендует использовать конденсатор 4,7 мкФ в своем даташите.

Мне кажется, что ответ есть в самом даташите и я его отмечаю ниже.

Конечно, здесь написано «любой хороший конденсатор выходного фильтра», а «хороший конденсатор» стоит недёшево , поэтому производитель , похоже, решил сэкономить, используя посредственный, но намного больший конденсатор. .

Чтобы проверить, так ли это, я выполнил следующие два теста:

С оригинальным конденсатором из 4700 мкФ 25 В . С входом 5В от повербанка.

И результат следующий:

С танталовым конденсатором 4,7мкФ 25В, как указано производителем микросхемы.

Результат следующий:

Как видите, результат практически такой же (чуть лучше с 4.7 мкФ 25 В танталовый, так как это более качественный конденсатор).

В обоих случаях результат очень хороший , особенно если принять во внимание, что, возможно, часть наблюдаемых шумов исходит от самого осциллографа, который также находится в достаточно электрически зашумленной среде.

Было проведено около экспресс-тестов без нагрузки . Может быть так, что при увеличении нагрузки конденсатора 4,7мкФ не хватает и надо ставить большего размера. Я сделаю больше измерений, когда у меня будет время, и выложу их здесь.

Также вполне возможно, что этот конденсатор большей емкости необходим при использовании солнечных панелей .

MCP73871 Анализ и испытания зарядной платы

Обновление (23 марта 2021 г.): загадка раскрыта. Проблемы, о которых я расскажу ниже, были вызваны неправильной настройкой VPCC. Если вы собираетесь использовать плату с блоком питания или зарядным устройством USB, читайте ниже пункт «Модификация платы для использования с зарядным устройством/блоком питания (модификация VPCC)», чтобы узнать больше.

Эта плата управления питанием и зарядкой немного загадочна.

Похоже на недорогую версию платы Adafruit «USB, DC & Solar Lipoly Charger», которая с тем же чипом и теми же характеристиками стоит 17 евро. Adafruit больше не продает эту плату, она заменила ее с аналогичным с микросхемой BQ24074.

Реальность такова, что после того, как измеритель, с помощью которого я написал эту статью и записал видео, работал в течение нескольких недель без каких-либо проблем (в основном подключен к сети, с очень небольшим использованием батареи), после комментария пользователя, который сказал что счетчик не работал, если в нем не была установлена ​​батарея (что теоретически не было бы проблемой, согласно техпаспорту MCP73871) я начал исследовать и обнаружил некоторые вещи немного странные

Дело в том, что я еще не успел сделать проверки счетчика, который собрал (вы уже видели на видео, что все приклеено и довольно плотно, так что придется много разбирать) но я сделал тест Сборка состоит из: Лабораторного блока питания на входе Power, аккумулятора 18650 емкостью 2800 мАч на входе BAT и управляемой компьютером электронной нагрузки на выходе.

Первоначальные результаты испытаний оказались очень загадочными…

С источником, установленным на 5,0 В и ограниченным 1 А, заряженной батареей (4,15 В) и нагрузкой, которая увеличивалась с 0,1 А до 1,2 А с шагом 0,1 А каждые 2 секунды, результат был следующим:

Как вы можете видеть, по мере увеличения нагрузки (красная линия) напряжение, подаваемое платой (синяя линия), уменьшается, так что при нагрузке 0,5 А подаваемое напряжение составляет 3,79 В, а при нагрузке 1,2 А напряжение падает уже вверх до 3.16А.

К сожалению, производитель платы (DIY More) не опубликовал ни схемы, ни документации по ее использованию, поэтому необходимо провести реверс-инжиниринг платы с помощью микроскопа, мультиметра и даташита.

Обновлено 23.03.2021 : Благодаря пользователю jcomas у нас появилась схема доски «Сделай сам». (Спасибо, Жозеп!)

Обновление (23.03.2021): Тайна раскрыта. Как я упоминал выше, если вы собираетесь использовать плату с блоком питания или USB-зарядным устройством, прочтите пункт «Модификация платы для использования с зарядным устройством/блоком питания (модификация VPCC)» ниже, чтобы узнать больше.

Обновление (04.01.2021): Опубликовано второе видео с модификацией VPCC, доработками, оптимизациями, защитой.

Некоторые контакты MCP73871

Микросхема MCP73871 имеет несколько контактов, которые в зависимости от того, установлен ли на них высокий или низкий логический уровень, изменяют рабочие характеристики микросхемы, активируют и деактивируют опции и т. д.

В даташите вы можете найти подробное описание того, что делает каждый из них.

Далее я подробно расскажу о некоторых проверках, измерениях и тестах, которые я провел на некоторых контактах в процессе обратного проектирования, о котором я вам рассказывал.

Контакт SEL (3) — работа от USB-порта или источника питания

Этот вывод позволяет MCP73871 работать в двух режимах: «USB» или «Питание».

При установке на низкий уровень режим работы USB , и в этом режиме MCP73871 будет ограничивать потребление тока, чтобы не повредить порт USB, к которому он подключен (согласно стандарту USB эти порты имеют относительно низкую мощность ограничения).

Если вывод установлен на высокий уровень , режим работы будет «адаптер питания» .В этом случае MCP73871 снимает ограничения по потреблению входного тока и будет потреблять до 1,8А от блока питания, к которому он подключен.

Эта плата имеет номер по умолчанию, а этот вывод установлен на высокий уровень (через резистор 10 кОм), поэтому ее режим работы — с адаптером питания, который может потреблять до 1,8 А.

Плата имеет в нижней части контактную площадку с маркировкой SEL , которая позволяет легко изменять уровень этого контакта (конечно, если знать, как его использовать).Схемы еще надо изучить)

Pin PROG2 (4) — Максимальный ток порта USB, когда SEL = LOW

Этот вывод позволяет, когда MCP73871 работает в режиме USB (вывод SEL на низком уровне), выбрать, хотим ли мы, чтобы микросхема потребляла максимум 100 мА или 500 мА (низкий уровень = 100 мА, высокий уровень = 500 мА). .

Этот контакт доступен снизу платы, на контактной площадке с маркировкой PROG2 .

Контакт PROG1 (13) — программирование тока нагрузки

Ток зарядки аккумулятора можно запрограммировать с помощью резистора, подключенного к выводу PROG1 микросхемы MCP73871, таким образом, его можно регулировать в пределах от 100 мА до 1000 мА .

Плата поставляется производителем с резистором 2K , который программирует MCP73871 на зарядку аккумулятора 500 мА . Заменив резистор 2K на сопротивление 1K, мы получим ток нагрузки 1000 мА , а если мы заменим его на 10K, ток нагрузки будет ограничен 100 мА.

На следующем графике вы можете увидеть, каким будет зарядный ток для различных значений сопротивления, подключенного к PROG1, чтобы вы могли выбрать то, которое подходит вам лучше всего.

Имейте в виду, что максимальный ток заряда, указанный производителем аккумулятора, всегда должен соблюдаться. Когда эти данные недоступны, допустимым значением будет , половина емкости аккумулятора (то есть, если аккумулятор емкостью 1200 мАч, обычно допустимо заряжать его током 600 мА).

Контакт VPCC (2) — контроль заряда, пропорциональный напряжению (важно для солнечных панелей)

Этот вывод важен для работы MCP73871, так как от него зависит одна из основных характеристик этой микросхемы, отличающая ее от других подобных микросхем.

MCP73871 позволяет заряжать батарею с помощью солнечных панелей (максимально увеличивая ее эффективность, чтобы в полной мере использовать энергию, которую могут предоставить эти панели), и одной из характеристик панелей является то, что чем больше вы заряжаете солнечную панель (запрашивая больше интенсивность выхода) есть критическая точка, при которой панель «схлопывается»; его напряжение резко падает, как и энергия, которую он может отдавать.

Это означает, что мы должны быть осторожны, чтобы панель не рухнула.Другими словами: вы должны попытаться получить от него максимально возможную интенсивность, но как раз перед точкой «коллапса» , и эта точка постоянно меняется в зависимости от солнечной энергии, которая существует в этот момент, и от потребления цепи. что мы подключили.

Функция VPCC, включающая микросхему MCP73871, служит для оптимизации этого и работает следующим образом (краткое и простое объяснение, чтобы вы поняли, о чем идет речь, чтобы узнать больше, см. техническое описание, где эта функциональность подробно объясняется):

MCP73871 отслеживает напряжение, подаваемое панелью, через делитель напряжения, который подключается к выводу VPCC.Делитель напряжения необходимо рассчитать так, чтобы на выводе VPCC было 1,23В при оптимальном напряжении солнечной панели, позволяющем отдавать максимальную энергию.

Когда напряжение на выводе VPCC падает ниже 1,23 В , микросхема снижает требуемую от панели интенсивность, снижая ток зарядки, чтобы отдать приоритет устройству, подключенному к ее выходу (и подавая необходимую интенсивность от аккумулятора, если что солнечной панели не хватает, пока не в комплекте).

Эту функцию можно отключить, подключив вывод VPCC к IN.

Например, если у нас есть система, предназначенная для панелей, которые обеспечивают 5,5 В с допуском ± 0,5 В (что довольно часто), нам придется выбрать наихудший сценарий, который в этом случае будет 5,0 В, для расчета напряжения который мы должны подать на вывод VPCC через делитель напряжения.


Этот делитель напряжения, который вы видите в примере, очень похож на тот, который установлен на нашей плате с завода.Разница в том, что вместо резистора 330К у нас резистор 270К, а вместо резистора 110К у нас резистор 100К.

Выбранная нами плата настроена на заводе для оптимизации работы в качестве зарядного устройства с солнечной панелью, а не с блоком питания или портом USB.

Поскольку наша плата оптимизирована на заводе для использования с солнечными панелями с напряжением 5,0 В, возможно, что если мы подключим ее к зарядному устройству USB или адаптеру питания, напряжение упадет ниже 5.0 В (из-за падения напряжения в кабелях и допусков компонентов), что означает, что MCP73871 будет ограничивать ток, требуемый от зарядного устройства или адаптера питания, дополняя энергию, которой не хватает для питания схемы от источника питания. батарея.

Важно: Если вы собираетесь использовать эту схему с солнечными панелями и собираетесь питать оборудование 5 В Вместо «шага вверх» рекомендуется использовать «шаг вверх вниз», так как солнечные панели могут дать до 5. 5 или 6В при полной мощности. «Повышение» только повышает напряжение (поэтому входное напряжение должно быть ниже выходного напряжения), в то время как «шаг вверх-вниз» может повышать или понижать его, в зависимости от того, ниже ли входное напряжение. или выше желаемого.

Модификация платы для использования с зарядным устройством USB или адаптером питания (модификация VPCC)

Если мы собираемся регулярно использовать нашу зарядную плату с питанием от зарядного устройства или блока питания, (и хотя во многих случаях все работает правильно, потому что напряжение остается выше 5В) целесообразно уменьшить VPCC, модифицировав делитель напряжения или отключив это путем подключения вывода VPCC к IN.

Как я уже упоминал в предыдущем пункте, плата в том виде, в каком она идет с завода, оптимизирована для зарядки от солнечных батарей, при этом VPCC отрегулирован так, чтобы зарядный ток уменьшался при снижении напряжения питания ниже 5В.

При использовании платы с блоком питания или USB-зарядным устройством это лотерея, потому что в зависимости от нескольких факторов, которые я уже упоминал, напряжение питания может легко упасть ниже 5 В, поэтому ток зарядки резко уменьшится.

Чтобы решить эту проблему, у вас есть два варианта:

  1. Вы можете полностью отключить VPCC, привязав вывод VPCC к IN.
  2. Вы можете изменить делитель напряжения VPCC, чтобы снизить напряжение, с которого падает нагрузка.

Здесь я объясню, как можно легко полностью отключить VPCC (вариант 1).

Я не буду пошагово объяснять вариант 2 по двум причинам: во-первых, обычно в этом нет необходимости, если вы собираетесь использовать плату с зарядным устройством USB или блоком питания.Во-вторых, при расширенном использовании предполагается, что вы знаете, что делаете, и в предыдущем пункте я уже объяснил, как самостоятельно рассчитать делитель напряжения.

Отключение VPCC MCP73871

Как я упоминал ранее, мы можем деактивировать эту функциональность , присоединив пин VPCC к Vin.

И что как мы делаем это ?

Все просто: Как я уже объяснял, вывод VPCC подключается к входу питания через делитель напряжения следующим образом:

Этот делитель напряжения, который вы видите в примере, очень похож на тот, который установлен на нашей плате с завода. Разница в том, что вместо резистора 330К у нас резистор 270К, а вместо резистора 110К у нас резистор 100К.

Это позиция двух интересующих нас резисторов на нашей пластине (R1 и R5 это шелкография, которая на пластине, хотя сейчас вы ее плохо увидите, потому что резисторы находятся поверх шелкографии, скрывая ее ):

Так как нам нужно подключить пин VPCC напрямую к Vin, нам нужно только удалить оба резистора и на месте занимаемом резистором 270к сделать перемычку с каплей олова или куском провода ( где был резистор 100К).Вот и все!

У вас есть пошаговые инструкции по этой модификации во втором видео, которое вы можете найти выше.

Шаг вверх и оптимизация потребления

После долгих исследований выяснилось, что используемый повышающий преобразователь, также называемый повышающим преобразователем, основан на интегральной схеме MT3608 (или китайской версии).

Интересная особенность этой микросхемы заключается в том, что она имеет контакт ENABLE (включение), который позволяет вам «включать и выключать» по желанию шаг вперед от вашего микроконтроллера , и таким образом вы можете выключать и включать датчики или приводы, которые вы подключили к нему для экономии энергии.

Его работа очень проста: когда этот вывод подключен к VCC, работает повышающий и на его выходе мы получим ожидаемое напряжение. При подключении вывода к GND микросхема будет «выключена» и на ее выходе мы получим 0 вольт (что на практике означает отключение всего, что мы к ней подключили).

Это необходимо для экономии энергии.

Плата повышения не имеет этого контакта, и он поставляется с завода, постоянно подключенным к VCC (так что повышение всегда работает), поэтому, если вы хотите использовать этот контакт, вам придется выполнить небольшую модификацию. , состоящий из перерезания дорожки, которая соединяется с VCC, и соединения контакта с контактом на микроконтроллере с помощью кабеля.

Когда контакт вашего микроконтроллера находится на уровне 1 (включен), мы начинаем повышение, а когда он находится на уровне 0, мы останавливаем его.

Это сложная операция, учитывая небольшой размер компонентов, но, как я всегда говорю, нет ничего невозможного, если проявить немного решимости.

На следующих фотографиях вы можете увидеть дорожку печатной платы, которую вам нужно разрезать, чтобы отключить ее от VCC, а также провод, припаянный к контакту ENABLE, который вы должны подключить к контакту вашего микроконтроллера, который вы хотите шаг вверх, чтобы включить и выключить.

Вот ссылка на таблицу данных MT3608, если вы хотите узнать о нем больше.

Это будет продолжать расти …

С этого вы можете начать, хотя многое осталось в разработке .

Есть еще вещи, которые я буду добавлять на эту страницу по мере их подготовки, так как видео становится слишком длинным и «много ткани, которую нужно разрезать».

Также хочу показать другие подобные платы, тесты, замеры и анализ работы, проведенные с осциллографом, электронной нагрузкой и другими измерительными приборами.

И знаете, если вы хотите, чтобы я расширил какой-то конкретный аспект этой темы, оставьте это в комментариях.

Подпишитесь сейчас на рассылку новостей и присоединитесь к группе Telegram и не пропустите.

%PDF-1.3 % 503 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 503 113 0000000016 00000 н 0000002630 00000 н 0000002785 00000 н 0000002925 00000 н 0000002981 00000 н 0000003012 00000 н 0000003069 00000 н 0000004335 00000 н 0000004509 00000 н 0000004576 00000 н 0000004697 00000 н 0000004789 00000 н 0000004958 00000 н 0000005030 00000 н 0000005186 00000 н 0000005342 00000 н 0000005497 00000 н 0000005646 00000 н 0000005801 00000 н 0000005959 00000 н 0000006112 00000 н 0000006252 00000 н 0000006389 00000 н 0000006542 00000 н 0000006681 00000 н 0000006821 00000 н 0000006957 00000 н 0000007093 00000 н 0000007188 00000 н 0000007283 00000 н 0000007376 00000 н 0000007470 00000 н 0000007564 00000 н 0000007658 00000 н 0000007752 00000 н 0000007846 00000 н 0000007940 00000 н 0000008034 00000 н 0000008128 00000 н 0000008222 00000 н 0000008316 00000 н 0000008410 00000 н 0000008504 00000 н 0000008598 00000 н 0000008692 00000 н 0000008786 00000 н 0000008880 00000 н 0000008974 00000 н 0000009068 00000 н 0000009162 00000 н 0000009257 00000 н 0000009352 00000 н 0000009447 00000 н 0000009542 00000 н 0000009637 00000 н 0000009732 00000 н 0000009827 00000 н 0000009922 00000 н 0000010017 00000 н 0000010112 00000 н 0000010207 00000 н 0000010302 00000 н 0000010397 00000 н 0000010492 00000 н 0000010587 00000 н 0000010682 00000 н 0000010777 00000 н 0000010872 00000 н 0000010967 00000 н 0000011062 00000 н 0000011157 00000 н 0000011252 00000 н 0000011347 00000 н 0000011442 00000 н 0000011537 00000 н 0000011632 00000 н 0000011727 00000 н 0000011822 00000 н 0000011917 00000 н 0000012012 00000 н 0000012107 00000 н 0000012202 00000 н 0000012297 00000 н 0000012392 00000 н 0000012487 00000 н 0000012582 00000 н 0000012677 00000 н 0000012772 00000 н 0000012867 00000 н 0000012962 00000 н 0000013057 00000 н 0000013152 00000 н 0000013309 00000 н 0000023941 00000 н 0000024059 00000 н 0000024709 00000 н 0000024832 00000 н 0000025409 00000 н 0000025639 00000 н 0000025840 00000 н 0000026421 00000 н 0000030083 00000 н 0000031181 00000 н 0000031422 00000 н 0000031533 00000 н 0000034433 00000 н 0000034545 00000 н 0000034748 00000 н 0000034859 00000 н 0000034977 00000 н 0000035095 00000 н 0000003110 00000 н 0000004312 00000 н трейлер ] >> startxref 0 %%EOF 504 0 объект > эндообъект 505 0 объект a_

Знакомство с зарядными устройствами для аккумуляторов

Одним из наиболее распространенных типов электронных схем, используемых в современных портативных электронных устройствах, являются зарядные устройства для аккумуляторов, особенно для перезарядки литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов.

В этой статье будут рассмотрены три распространенных зарядных устройства для аккумуляторов, от простых до более сложных.

Опубликовано

Сначала я расскажу о Microchip MCP73831, который прост в использовании и имеет отличный аккумулятор для начала. Далее я рассмотрю Texas Instruments BQ24092, чуть более продвинутое зарядное устройство.

Наконец, мы рассмотрим значительно более сложное зарядное устройство Texas Instruments BQ24703. Я немного отойду от памяти, так как BQ24703 — это зарядное устройство, которое я разработал много лет назад, когда был разработчиком чипов в Texas Instruments.

Первые два зарядных устройства (MCP73831 и BQ24092) являются линейными зарядными устройствами, тогда как BQ24703 представляет собой импульсное зарядное устройство с понижающим напряжением.

Если вам нужно узнать разницу между линейным зарядным устройством и импульсным зарядным устройством, обязательно прочитайте мою предыдущую статью о регуляторах напряжения. В этой статье я подробно обсуждаю разницу между линейным стабилизатором и импульсным стабилизатором, и те же принципы применимы к зарядным устройствам.

МСР73831

Первое зарядное устройство, которое я рассмотрю, это Microchip MCP73831.Это зарядное устройство предназначено для зарядки одного элемента и предназначено для литий-ионных или литий-полимерных аккумуляторов.

Рисунок 1. Схема типичного приложения с использованием MCP73831.

Выходное напряжение одноэлементной литиевой батареи составляет около 3,6 В. Итак, если вы видите литиевую батарею с номинальным выходным напряжением 7,2 В, значит, она состоит из двух последовательно соединенных элементов. Если напряжение батареи 14,4 В, то это 4-элементный аккумулятор.

Для зарядки многоячеечных аккумуляторных батарей необходимо, чтобы входное напряжение питания было больше, чем напряжение зарядки батареи, либо импульсное импульсное зарядное устройство, способное обеспечить напряжение заряда, превышающее входное напряжение.

Три этапа зарядки литиевой батареи

Существует три этапа зарядки литиевой батареи: этап предварительной зарядки, этап быстрой зарядки и этап прекращения зарядки.

При предварительной или быстрой зарядке зарядное устройство регулирует ток, подаваемый на батарею. Но во время прекращения заряда зарядное устройство регулирует напряжение, подаваемое на аккумулятор, одновременно измеряя ток, протекающий в аккумулятор.

Рисунок 2 – Этапы зарядки перезаряжаемых литиевых батарей (график взят из технического описания Texas Instruments BQ24092)

1 – Ступень предварительной зарядки

Первый этап — это этап предварительной зарядки, также известный как этап подпитки.На этом этапе зарядное устройство посылает в аккумулятор только небольшое количество тока (капельный заряд). Если батарея обнаружена, зарядное устройство начнет процесс зарядки.

Капельный заряд составляет небольшой процент от тока полного заряда. Цель этого этапа — зарядить аккумулятор до определенного момента, чтобы его можно было быстро зарядить на следующем этапе (см. ниже).

Зарядное устройство автоматически переходит в режим предварительной зарядки, когда аккумулятор сильно разряжен и его напряжение ниже определенного порога.

После начала предварительной зарядки напряжение аккумулятора контролируется зарядным устройством до тех пор, пока не будет достигнуто пороговое значение напряжения предварительной зарядки.

Пороговое значение напряжения предварительной зарядки — это предопределенный процент от максимального зарядного тока, за программирование которого отвечаете вы.

Когда напряжение аккумулятора превышает пороговое значение напряжения предварительной зарядки, зарядное устройство переходит в режим быстрой зарядки.

2 – Модуль быстрой зарядки

Этап быстрой зарядки, также известный как этап постоянного тока, регулирует количество тока, поступающего в аккумулятор.

Токи предварительной и быстрой зарядки устанавливаются одним резистором на выводе PROG микросхемы MCP73831.

Для зарядки аккумулятора используется постоянный ток, который регулируется в зависимости от выбранного вами максимального тока заряда.

Для MCP73831 максимальный зарядный ток устанавливается путем подключения резистора от вывода программы к земле (см. рис. 1). Вы можете выбрать ток заряда от 15 мА до 500 мА.

Как только аккумулятор близок к зарядке на этом этапе быстрой зарядки, он переключается на этап завершения зарядки.

3 – Этап завершения заряда

Заключительный этап зарядки известен как этап завершения зарядки или этап постоянного напряжения. На этом этапе зарядное устройство переключается в режим управления напряжением, в котором оно регулирует напряжение, подаваемое на аккумулятор, а не ток.

Несмотря на то, что регулируется напряжение аккумулятора, зарядное устройство контролирует процесс зарядки, измеряя зарядный ток.

Как только ток заряда в режиме управления напряжением падает ниже заданного процента от запрограммированного тока, зарядное устройство определяет, что аккумулятор полностью заряжен, и процесс зарядки прекращается.

После завершения цикла зарядки зарядное устройство продолжает контролировать напряжение аккумулятора. Если напряжение батареи падает ниже предварительно установленного порога перезарядки, зарядное устройство инициирует новый цикл зарядки, и весь процесс повторяется.

На графике на рис. 2 вы заметите, что существует еще и четвертая стадия, называемая терморегуляцией. Однако этот этап вступает в игру только в том случае, если рассеиваемая мощность достаточно высока, чтобы внутренняя температура зарядного устройства превышала 125°C.

Если система сконструирована таким образом, что зарядное устройство никогда не достигает этой температуры, то этап терморегуляции не включается. Я обсуждаю это более подробно в разделе о рассеиваемой мощности ниже.

Настройка тока быстрой зарядки

Ток быстрой зарядки для MCP73831 устанавливается резистором, помещенным на программный контакт (PROG) на землю. Ток быстрой зарядки рассчитывается по следующей формуле:

Ток заряда = 1000 / сопротивление (уравнение 1)

Например, если сопротивление резистора составляет 2000 Ом, то ток быстрой зарядки будет рассчитываться как:

Ток заряда = 1000 / 2000 = 0.5 А = 500 мА (уравнение 2)

Обратите внимание, что максимальный зарядный ток для этого зарядного устройства составляет 500 мА. Если бы вместо этого использовался резистор на 4000 Ом, максимальный зарядный ток составил бы всего 250 мА.

Точная настройка тока быстрой зарядки будет зависеть от емкости аккумулятора и максимального тока, который может быть обеспечен внешним источником напряжения.

При зарядке литиевой батареи максимальная скорость заряда обычно должна составлять 1 C, что означает, что:

Ток заряда = 1 x Емкость аккумулятора (Уравнение 3)

Например, если у вас аккумулятор емкостью 500 мАч, то скорость заряда 1 Кл составляет 500 мА. Если у вас батарея емкостью 150 мАч, то ток заряда 1 C будет 150 мА.

Абсолютный максимальный ток заряда для литиевой батареи обычно составляет 2 C. Таким образом, если у вас батарея емкостью 150 мАч, то абсолютный максимальный ток заряда будет 300 мАч.

Несмотря на то, что некоторые аккумуляторы могут достигать такого высокого уровня заряда, обычно рекомендуется придерживаться скорости 1 C, если только в аккумуляторе не указано, что его можно заряжать с более высокой скоростью заряда.

Также необходимо учитывать максимальный ток, который может обеспечить ваш внешний источник питания.Вам необходимо спроектировать систему так, чтобы входной ток никогда не превышал максимальный номинальный ток для внешнего источника питания.

Для линейного зарядного устройства входной ток, поступающий от внешнего источника, практически равен установленному току быстрой зарядки.

Однако для импульсных стабилизаторов входной ток питания будет значительно отличаться от тока быстрой зарядки, подаваемого на аккумулятор.

Для понижающего зарядного устройства входной ток будет меньше, чем ток батареи, но для импульсного зарядного устройства он будет выше, чем ток батареи.

Рассеиваемая мощность

Важно помнить о рассеиваемой мощности при работе с зарядными устройствами, особенно линейными, такими как MCP73831. Линейные зарядные устройства не очень эффективны при определенных обстоятельствах, и очень важно, чтобы зарядное устройство не перегревалось. В противном случае зарядный ток будет автоматически снижен ниже желаемого уровня, чтобы не допустить превышения максимальной температуры.

Рассеиваемая мощность в линейном зарядном устройстве (или линейном регуляторе) определяется на основе:

  • Величина тока нагрузки
  • Перепад напряжения между входом и выходом

Чем выше ток нагрузки или перепад напряжения, тем выше мощность (помните: мощность = напряжение x ток).

Максимальное рассеивание мощности и вероятность перегрева обычно возникают при переходе от фазы предварительной зарядки к фазе быстрой зарядки.

В этот момент напряжение батареи находится на самом низком уровне, поэтому разница напряжений на зарядном устройстве максимальна, а ток также максимален в режиме быстрой зарядки. Это точка, в которой перепад напряжения и ток нагрузки максимальны.

MCP738 доступен с различными уставками порогового напряжения батареи при переходе от предварительной зарядки к быстрой зарядке.В качестве примера предположим, что этот порог равен 70%. Это означает, что когда напряжение батареи достигает 70% от регулируемого выходного напряжения, зарядное устройство переключается в режим быстрой зарядки.

Для литиевой батареи на 3,6 В регулируемое напряжение заряда в режиме постоянного напряжения составляет 4,2 В. 70% этого значения составляет примерно 3 В, поэтому при переходе от предварительной зарядки к быстрой зарядке батарея будет иметь 3 В.

Обратите внимание, что MCP73831 доступен с 4 различными регулируемыми напряжениями заряда: 4.2 В, 4,35 В, 4,4 В и 4,5 В.

Предположим, мы заряжаемся от USB-порта, который подает напряжение 5 В. Следовательно, в начале фазы быстрой зарядки на входе 5 В, а на выходе 3 В. Это соответствует дифференциалу 2 В.

Если ток быстрой зарядки установлен на 500 мА, то при этом переходе зарядное устройство будет рассеивать 1 Вт мощности.

Вы можете обратиться к техническому описанию зарядного устройства, чтобы определить рейтинг Theta-JA. Обычно это указывается в разделе «тепловые характеристики» или «температурные характеристики».Тета-JA будет сообщаться в Кл/ватт.

Рисунок 3. Тепловые характеристики из таблицы данных MCP73831.

Чтобы определить, насколько сильно будет нагреваться зарядное устройство, используйте уравнение:

Повышение температуры = Рассеиваемые Вт x Theta-JA       (Уравнение 4)

Это уравнение показывает, насколько компонент будет нагреваться выше температуры окружающего воздуха. Чтобы получить абсолютную температуру, вы все равно должны добавить к уравнению 4 температуру окружающего воздуха.

Например, если рассчитать прирост температуры 50°С, а температура окружающего воздуха 40°С, то компонент будет на 90°С.

Большинство электронных компонентов рассчитаны на температуру до 125°C. Всегда избегайте превышения этой температуры, иначе зарядное устройство уменьшит зарядный ток, чтобы поддерживать температуру ниже 125°C.

Тип упаковки: SOT 23 по сравнению с DFN

MCP738 доступен в двух корпусах, включая корпус SOT-23 с выводами и корпус DFN без выводов. ДФН имеет значительно лучшие тепловые характеристики, чем СОТ-23.

Рисунок 4. Два доступных пакета для MCP73831.

SOT-23: SOT-23 имеет рейтинг Theta-JA 230 C/ватт. Таким образом, если зарядное устройство рассеивает мощность в один ватт, оно нагреется до 230 °C. Если вы предполагаете, что у вас комнатная температура (25 °C), зарядное устройство на самом деле нагреется до 255 °C.

Это определенно активирует стадию терморегуляции, которая снизит зарядный ток, чтобы температура зарядного устройства не превышала 125°C. Пакет SOT-23 следует выбирать только для маломощных приложений.

ДФН. Пакет DFN, с другой стороны, имеет Theta-JA всего 76 C. Следовательно, на каждый 1 ватт мощности продукт будет нагреваться только на 76 C. Опять же, если вы находитесь при комнатной температуре, продукт будет нагреваться до 101 С. Это ниже порога 125 С и намного лучше, чем SOT-23.

Таким образом, для приложений с высокими требованиями к рассеиваемой мощности лучше всего подходит корпус DFN.

Ключевыми критериями выбора линейного зарядного устройства в соответствии с требуемыми требованиями к мощности являются комплектация (которая соответствует спецификации Theta-JA), рассеиваемая мощность и максимальная температура окружающей среды, при которой изделие будет работать.

При использовании импульсных зарядных устройств перегрев становится менее серьезной проблемой, поскольку они, как правило, намного более энергоэффективны и обычно не рассеивают много энергии.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов по разработке нового электронного оборудования .

Защита аккумулятора

Как вы можете знать или не знать, литиевые батареи могут быть очень энергозависимыми. Если вы перезарядите их или произойдет короткое замыкание, они могут загореться или взорваться.

Вы, наверное, слышали о телефонах Samsung Galaxy, которые постоянно загорались. По этой причине очень важно учитывать защиту при работе с этими батареями.

Рисунок 5. Без надлежащей защиты перезаряжаемая литиевая батарея может загореться или взорваться.

Есть два варианта защиты:

Вариант №1: выбрать аккумулятор со встроенной защитой . Я почти всегда рекомендую вам использовать аккумулятор со встроенной защитой, по крайней мере, на начальном этапе.

Если вы посмотрите, например, на литий-полимерный аккумулятор, многие из них будут иметь крошечную печатную плату под лентой (обычно золотого цвета), которая расположена в верхней части, где выходят выводы.

Эта печатная плата уже встроена и защищает батарею. Это предотвращает перезарядку или короткое замыкание.

Рисунок 6. Я рекомендую изначально использовать литиевые батареи, в которые уже встроена необходимая плата защиты.

Вариант №2: Спроектируйте защиту самостоятельно. Вы можете отдельно разработать защиту как часть собственного продукта или на собственной плате. Тем не менее, я обычно не рекомендую это в начале.

Если ваша схема работает неправильно, вы рискуете взорвать батарею, пока пытаетесь заставить схему работать.

Я почти всегда рекомендую использовать аккумуляторы со встроенной защитой. Таким образом, вам просто не нужно об этом беспокоиться.

Краткое описание MCP73831:

  • Максимальный зарядный ток ограничен 500 мА
  • Только одноэлементное зарядное устройство
  • Линейное зарядное устройство (по сравнению с импульсным зарядным устройством)
  • Всего пять контактов
  • Одиночный выходной контакт состояния
  • Один контакт для установки различных токов зарядки
  • Нет возможности следить за температурой батареи

Техас Инструментс BQ24092

Подобно MCP73831, BQ24092 представляет собой линейное зарядное устройство для зарядки одного литиевого элемента. MCP73831 имеет только 5 активных контактов, тогда как BQ24092 имеет 9 активных контактов.

Один из дополнительных контактов позволяет независимо программировать токи предзарядки и окончания заряда отдельно от тока быстрой зарядки.

Другой дополнительный контакт обеспечивает вывод состояния, указывающий на наличие достаточного входного напряжения питания. Другой контакт контролирует температуру батареи, и, наконец, четвертый дополнительный контакт является функцией блокировки тока заряда для приложений USB.

Вскоре мы более подробно рассмотрим все эти дополнительные выводы.

Рисунок 7 – Типовая схема применения зарядного устройства Texas Instruments BQ24092.

Более высокий ток быстрой зарядки

Одним из больших различий между BQ24092 и MCP73831 является максимальный ток заряда. С помощью MCP73831 вы можете запрограммировать ток быстрой зарядки в диапазоне от 15 мА до 500 мА.

С помощью BQ24092 вы можете запрограммировать зарядный ток в диапазоне от 10 мА до 1000 мА. Ток заряда устанавливается с помощью резистора, подключенного к выводу ISET.

Поскольку BQ24092 имеет более высокий максимальный ток заряда, его особенно выгодно использовать при зарядке аккумуляторов большего размера.

Как обсуждалось ранее, вы обычно хотите заряжать литиевую батарею со скоростью 1 C.

Например, если у вас аккумулятор емкостью 500 мАч, вы хотите зарядить его максимальным током заряда 500 мА. С другой стороны, если у вас есть батарея емкостью 1000 мАч, вы хотите заряжать ее максимальным током 1000 мА.

Если вы используете зарядный ток ниже 1С, процесс зарядки будет занимать неоправданно много времени. Поскольку всем нам нужны устройства, которые заряжаются как можно быстрее, вам обычно нужно заряжать их с максимальной скоростью, допустимой для аккумулятора.

Не будет большой выгоды от использования BQ24092 по сравнению с MCP73831, если вы используете аккумулятор емкостью 500 мАч. Однако, если у вас есть батарея емкостью 1000 мАч, то BQ24092 позволит вам заряжать ее в два раза быстрее, чем зарядное устройство Microchip.

Токи предварительной зарядки и окончания заряда

Чтобы быстро просмотреть, существует три различных уровня зарядного тока, которые обычно необходимо запрограммировать для зарядного устройства:

  1. Ток предварительной зарядки. Это также известно как ток предварительной зарядки или ток непрерывной зарядки. Это низкий ток, который предварительно заряжает аккумулятор, если он сильно разряжен. Вы не можете (или не должны) сразу начинать быструю зарядку разряженной литиевой батареи. Думайте об этом этапе предварительной подготовки как о прогреве двигателя вашего автомобиля перед поездкой в ​​холодный зимний день.
  2. Ток быстрой зарядки. Как только аккумулятор достигает определенного уровня заряда, обычно около 10% от полного заряда, зарядка переходит в режим быстрой зарядки. Это когда ток заряда максимален.
  3. Завершающий ток. Зарядное устройство выдает регулируемое напряжение и контролирует зарядный ток, поступающий в аккумулятор. Как только зарядный ток падает ниже определенного порога, называемого порогом завершения, батарея считается полностью заряженной, и процесс зарядки прекращается.

В MCP73831 используется один резистор для установки тока предварительной зарядки, тока быстрой зарядки и тока завершения зарядки.

Это может быть несколько ограничивающим фактором, поэтому BQ24092 имеет два отдельных контакта для программирования зарядных токов. Один контакт устанавливает ток быстрой зарядки, а другой контакт устанавливает токи предварительной зарядки и окончания заряда.

Функция коррекции тока заряда для USB

BQ24092 также имеет специальный входной контакт ISET2, который позволяет вам переопределить запрограммированный зарядный ток для приложений зарядки на основе USB.

Когда на выводе ISET2 высокий уровень, ток заряда устанавливается равным 500 мА. Когда этот контакт остается плавающим, ток заряда падает всего до 100 мА. Когда на вывод ISET2 подается низкий уровень, используется запрограммированный зарядный ток.

Порт USB на компьютере (на жаргоне USB он называется стандартным нисходящим портом или SDP) может подавать не более 500 мА тока.

В исходной спецификации USB устройство должно было запросить разрешение у хоста (через процесс, называемый перечислением), чтобы получить эти 500 мА.Без перебора максимально допустимый ток составил всего 100 мА.

Многим устройствам (особенно с разряженными батареями) 100 мА оказалось недостаточно даже для включения питания для начала процесса подсчета. Таким образом, спецификация USB была обновлена ​​в 2013 году, чтобы разрешить до 500 мА без перечисления.

BQ24092 был выпущен до этого обновления спецификации USB, поэтому он предлагает настройку 100 мА для функций USB, хотя этот текущий уровень больше не используется для USB.

Контакт питания

Как у MCP73831, так и у BQ24092 есть контакт, который зажигает светодиод, указывающий, когда идет зарядка.Этот же вывод можно также использовать в качестве выходного вывода, подаваемого на микроконтроллер, что позволяет микроконтроллеру контролировать процесс зарядки.

В зарядном устройстве MCP73831 этот вывод называется STAT, а в BQ24092 — CHG.

Однако, в отличие от MCP73831, BQ24092 также имеет вывод Power Good (PG). Этот вывод указывает (через светодиод или вывод ввода-вывода на микроконтроллер), что напряжение источника питания, питающего зарядное устройство, превышает указанный допустимый порог напряжения.

Функция PG полезна, потому что многие компоненты будут работать неправильно, если они не будут иметь соответствующего источника входного напряжения.

Датчик температуры аккумулятора

Еще одно важное преимущество BQ24092 по сравнению с MCP73831 заключается в том, что он включает датчик температуры. Это позволяет зарядному устройству контролировать температуру аккумулятора и при необходимости регулировать ток зарядки, чтобы аккумулятор не перегревался.

Существует четыре пороговых значения температуры батареи: 60°C, 45°C, 10°C и 0°C.Нормальная зарядка происходит при температуре от 10°C до 45°C.

Если температура батареи находится в диапазоне от 0°C до 10°C, ток быстрой зарядки уменьшается вдвое. При температуре от 45°C до 60°C максимальное регулируемое напряжение снижается до 4,1 В. Если температура батареи выше 60°C или ниже 0°C, зарядное устройство отключается.

Техасские инструменты BQ24703

Я особенно рад рассмотреть зарядное устройство BQ4703, потому что это зарядное устройство, которое я разработал для Texas Instruments, когда много лет назад работал там инженером-конструктором.

Это зарядное устройство значительно сложнее, чем первые два, которые мы рассмотрели, но в этой статье мы рассмотрим его шаг за шагом.

Мы начнем с рассмотрения нескольких основных моментов, которые отличают это зарядное устройство от двух предыдущих зарядных устройств. Затем мы рассмотрим типовую схематическую диаграмму приложения.

Импульсный регулятор

BQ24703 имеет много дополнительных функций по сравнению с относительно менее сложными MCP73831 и BQ24092. Тем не менее, первое, что отличает это зарядное устройство, — это то, что это зарядное устройство с переключением.

Как я уже упоминал, линейные зарядные устройства (например, MCP73831 и BQ24092) потребляют много энергии, особенно если входное напряжение намного выше выходного.

Эта потерянная мощность рассеивается в виде тепла. Если температура слишком высока, зарядное устройство вынуждено уменьшить зарядный ток, чтобы предотвратить перегрев зарядного устройства. В этом случае батарея заряжается дольше.

Как и в случае с линейным регулятором, линейное зарядное устройство теряет больше энергии, когда входное напряжение значительно превышает выходное напряжение.

Примечание: Линейное зарядное устройство на самом деле является просто линейным регулятором с возможностью регулирования напряжения или тока (в зависимости от стадии зарядки), поэтому многие из тех же фундаментальных концепций применимы к обоим. То же самое справедливо и для импульсных регуляторов и импульсных зарядных устройств.

Существует два типа импульсных зарядных устройств: понижающее и повышающее (точно так же, как импульсные стабилизаторы).

Более подробную информацию о линейных и импульсных стабилизаторах см. в моем предыдущем блоге о том, как правильно выбрать стабилизаторы напряжения для вашего проекта.

Понижающий регулятор принимает более высокое напряжение и понижает его до более низкого напряжения, в то время как повышающий регулятор принимает более низкое напряжение и повышает его до более высокого напряжения.

BQ24703 — импульсное зарядное устройство. Следовательно, входное напряжение должно быть выше, чем напряжение батареи, которую он пытается зарядить. Этот тип зарядного устройства особенно выгоден по сравнению с линейными зарядными устройствами, когда у вас есть большая разница между входным и выходным напряжением.

Например, предположим, что ваше входное напряжение составляет 12 В, но ваша батарея представляет собой литиевую батарею только на 3,7 В. Зарядное устройство с понижающим переключением, такое как BQ24703, будет тратить намного меньше энергии, чем линейное зарядное устройство в этом приложении.

Он также будет заряжать аккумулятор быстрее, потому что он сможет оставаться в режиме быстрой зарядки и использовать указанный максимальный ток для зарядки аккумулятора, поскольку он не будет переходить в режим терморегуляции.

С другой стороны, если входное напряжение составляет всего 5 В (например, с зарядными устройствами USB), то линейное зарядное устройство, вероятно, имеет больше смысла.Линейные зарядные устройства менее сложны, требуют меньшего количества компонентов и дешевле, поэтому используйте импульсные зарядные устройства только тогда, когда это действительно необходимо.

Многоэлементное зарядное устройство

Многоэлементные зарядные устройства

позволяют последовательно соединять несколько элементов для получения более высокого выходного напряжения.

Например, вместо одного элемента на 3,7 В многоэлементное зарядное устройство позволит вам сложить два элемента на 3,7 В, чтобы создать двухэлементную батарею на 7,4 В. Вы можете даже сложить три ячейки, чтобы получить 11,1 В, и так далее.

Рисунок 8. Двухэлементный литий-полимерный аккумулятор с выходным напряжением 7,4 В.

При зарядке нескольких элементов с помощью линейного зарядного устройства или зарядного устройства с понижающим переключением входное напряжение должно быть выше, чем напряжение батареи, которую вы пытаетесь зарядить.

Чтобы обойти это ограничение, можно использовать импульсное зарядное устройство, которое может принимать небольшое входное напряжение и повышать его до более высокого выходного напряжения. Например, это означает, что с помощью импульсного зарядного устройства вы можете заряжать стек из 2 элементов (Vbat = 7.2 В) от источника питания 5 В.

Динамическое управление питанием

Еще одна ключевая функция BQ24703 называется Dynamic Power Management (DPM). Это означает, что зарядное устройство может динамически изменять ток заряда аккумулятора в зависимости от доступного тока.

Например, допустим, что максимальный ток, который может обеспечить ваш адаптер переменного тока, составляет 1 А, а ваша система потребляет 400 мА, в то время как вы также пытаетесь перезарядить аккумулятор. После этого BQ24703 автоматически установит ток заряда батареи на уровне 600 мА.

IBAT = IADPT – ISYS

IBAT = ток заряда аккумулятора, IADPT = ток настенного адаптера и ISYS = ток системы.

В том же примере, если ток, необходимый остальной системе, внезапно уменьшится до 200 мА, функция DPM выделит до 800 мА для зарядки аккумулятора. Конечно, это произойдет только в том случае, если для быстрой зарядки будет установлено значение 800 мА или выше.

DPM позволяет аккумулятору всегда заряжаться максимально доступным током.Чем меньше ток потребляет система, тем больший ток выделяет зарядное устройство для подзарядки аккумулятора.

Переключатель системы

В дополнение к динамическому управлению питанием, BQ24703 также включает системный селекторный переключатель.

Это позволяет вручную или автоматически переключать систему с питания от адаптера переменного тока или от аккумулятора.

Например, при питании продукта от адаптера переменного тока, если вы внезапно отключите его от сети, BQ24703 автоматически переключит систему на питание от аккумулятора.

Затем, если вы снова подключите его к розетке переменного тока, вы также можете настроить его для переключения обратно на питание переменного тока.

Эта функция реализована через два внешних переключателя MOSFET, которыми управляет BQ24703.

Обзор схемы

Далее мы рассмотрим типичную схему применения из таблицы данных для BQ24703, чтобы глубже изучить это зарядное устройство.

См. типичную схему применения на стр. 10 технического описания, которая также показана ниже на рис. 9.

Рисунок 9 – Типовая схема применения зарядного устройства Texas Instruments BQ24703.

МОП-транзисторы: Существует несколько различных МОП-транзисторов, включая U1, U2 и U3. Все это P-MOSFET. Обратите внимание, что U1 не обозначен на схеме, но расположен в правом нижнем углу схемы выше.

U1 и U2 выполняют функцию выбора системы. При включении U1 система питается от батареи, а при включении U2 система питается напрямую от адаптера переменного тока.

U1 управляется выводом BATDRV, а U2 управляется выводом ACDRV на BQ24703.

Эти переключатели называются размыканием перед замыканием, что означает, что один переключатель выключается до того, как включается другой переключатель. Это гарантирует, что оба переключателя никогда не будут включены одновременно, что приведет к короткому замыканию напряжения адаптера переменного тока непосредственно на батарею.

Понижающий импульсный стабилизатор: МОП-транзистор с маркировкой U3 в сочетании с диодом D4 и катушкой индуктивности L1 образуют основную цепь импульсного понижающего зарядного устройства.Затвор U3 управляется BQ24703 через вывод PWM.

Ток адаптера переменного тока (ACP/ACN): От входа адаптера переменного тока выходит резистор R14, который является измерительным резистором. BQ24703 измеряет падение напряжения на этом резисторе, чтобы определить ток адаптера переменного тока. Резисторы R13, R15 и C3 образуют фильтр нижних частот, поэтому любой шум переключения удаляется из напряжения измерения тока адаптера.

Все это позволяет зарядному устройству измерять ток, потребляемый адаптером переменного тока.Это важно, чтобы зарядное устройство знало, как динамически управлять мощностью (DPM) и какой ток доступен для зарядки аккумулятора.

Контакт ACDET: Также имеется контакт обнаружения переменного тока, который служит для обнаружения адаптера переменного тока. Это всего лишь один контакт, который подключается к напряжению адаптера переменного тока через резисторный делитель. Это позволяет зарядному устройству узнать, присутствует ли адаптер переменного тока.

Если вы питаете систему напрямую от адаптера переменного тока и внезапно отключаете его от сети, зарядное устройство обнаружит, что оно было отключено, и автоматически переключится на питание системы от аккумулятора.

Контакт IBAT: Контакт IBAT выводит напряжение, пропорциональное току заряда аккумулятора. Вы можете передать это в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) в вашем микроконтроллере, чтобы контролировать ток зарядки аккумулятора.

Контакт VREF. На контакт VREF подается регулируемое напряжение 5 В, которое можно использовать в качестве точного опорного напряжения для любой уставки резисторного делителя или для подтягивающих резисторов на любом из выходов с открытым стоком.

ACSEL: Контакт выбора переменного тока позволяет вручную выбрать, будет ли система питаться от адаптера переменного тока или аккумулятора.

ТРЕВОГА: Аварийное состояние генерируется, если обнаруживается, что батарея разряжена.

ACPRES: Контакт присутствия переменного тока — это выход, который сообщает вам, присутствует ли адаптер переменного тока или нет.

SRSET и ACSET: Это два напряжения, которые вы устанавливаете через резистивный делитель, который устанавливает ток адаптера и ток заряда аккумулятора.

VS: Этот контакт контролирует напряжение системы, чтобы реализовать функцию отключения перед включением, о которой я упоминал для функции выбора системы.

BATP: Этот контакт контролирует выходное напряжение на аккумуляторе через резистивный делитель. Это формирует петлю обратной связи, которая регулирует выходное напряжение зарядного устройства.

BATDEP: Этот контакт подключается к другому резистивному делителю напряжения батареи. Он предназначен для настройки сигнализации при падении напряжения аккумулятора ниже определенного напряжения (которое задается соотношением резисторов в делителе).

COMP: Любая схема, имеющая петлю обратной связи, потенциально может стать генератором, если эта обратная связь станет положительной.RC-цепь, подключенная к этому контакту, помогает компенсировать эту петлю обратной связи, чтобы предотвратить нежелательные колебания.

SRP/SRN: Эти два контакта подключаются через измерительный резистор для измерения тока заряда аккумулятора. Как и в случае с чувствительным резистором адаптера переменного тока, имеется фильтр нижних частот (R19, R21 и C8) для фильтрации любого шума переключения.

VHSP: Это внутренний контакт подачи напряжения, который генерирует напряжение, которое на фиксированное количество вольт ниже напряжения адаптера переменного тока.Затем это напряжение используется для управления P-FETS с фиксированным напряжением затвора.

Если напряжение адаптера переменного тока выше 10,5 В, то VHSP будет равно напряжению адаптера минус 10 В. Например, если напряжение адаптера составляет 12 В, тогда VHSP будет равно 2 В. Это сделано для того, чтобы полевые транзисторы не получают напряжение привода затвора выше, чем они могут выдержать.

Заключение

В этой серии мы подробно рассмотрели три различных решения для зарядных устройств, которые хорошо работают в новых электронных продуктах.

Мы начали с относительно простого MCP73831 от Microchip. Это одноэлементное линейное зарядное устройство с максимальным током заряда 500 мА. Это может быть хорошим решением для многих приложений зарядки на основе USB.

При выборе линейного зарядного устройства не забудьте обратить особое внимание на тип корпуса, мощность и максимальную температуру окружающей среды, при которой будет работать ваше изделие. Ничто не уничтожит ваш стартап быстрее, чем сжигание клиента, поэтому убедитесь, что у вас есть защита аккумулятора, чтобы избежать перезарядки или короткого замыкания аккумулятора.

Далее мы рассмотрели чуть более продвинутый BQ24092 от Texas Instruments. Как и MCP73831, это также одноячеечное линейное зарядное устройство, но оно имеет максимальный зарядный ток до 1А.

Он предлагает больший контроль над токами предварительной и быстрой зарядки и имеет различные состояния завершения, которые вы можете запрограммировать независимо. Он также включает датчик температуры для контроля температуры батареи.

Наконец, мы рассмотрели один из моих проектов в BQ24703.Это импульсное зарядное устройство с возможностью зарядки нескольких элементов. Он также включает в себя расширенные функции, такие как динамическое управление питанием и выбор системы.

Наконец, не забудьте загрузить бесплатное руководство в формате PDF : Ultimate Guide to Develop and Sell Your New Electronic Hardware Product .

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.