Li-ion akun latausmoduuli. Li-ion-akkujen latausmoduuli. Tämän levyn sovellus

TP4056-sirun li-ion-akkujen latausmoduuli on edullinen ja lataa ladattavan kennoasi helposti jopa yhden ampeerin virralla. On erittäin kätevää, että tässä huivissa on mikro-USB-liitin ja siksi se liitetään tavallisella USB-kaapelilla suoraan laturiin tai tietokoneeseen/kannettavaan, eli sinulla ei tarvitse olla mitään erityistä virtalähdettä.

Tässä moduulissa on myös suojaus ylipurkausta, ylilatausta ja suurta virtaa vastaan. Suojakynnys ylipurkaukselle on 2,3 – 2,5 V, ylilataukselle 4,2 – 4,3 V ja maksimivirta on 3 A. Jos et tarvitse tällaista suojusta, akku voidaan liittää laturiin ilman sitä .

Koska akuilla on eri kapasiteetit ja siksi jokaisen on saatava tietty virta (yleensä 1C litiumioniakuille), 4056-sirun valmistaja otti tämän huomioon ja siksi sinulla on mahdollisuus säätää virtaa muuttamalla vastuksen arvoa. . Alla näet taulukon, josta voit valita tarvitsemasi latausvirran. Voit asentaa trimmerin/muuttuvan vastuksen ja on erittäin kätevää muuttaa lähtövirtaa ilman juottamista.

Kun latauskorttiin on kytketty virta, sininen LED alkaa hehkua ja punainen LED vilkkuu nopeasti. Välittömästi ladatun elementin kytkemisen jälkeen vain punainen valodiodi aktivoituu - latausprosessi on käynnissä. Kun akun jännite saavuttaa noin 4,2 V (+-1,5 %), vain sininen LED jää palamaan, mikä osoittaa, että lataus on valmis, pankki on täysin valmis jatkokäyttöön. Suurilla virroilla ladattaessa integroitu piiri lämpenee hieman: pitkäaikaisessa käytössä on parempi kiinnittää piirilevy jäähdyttimeen.

Hinta on 2 kpl.

Minun piti saada virtaa yhteen laitteeseen 18650 litiumakusta, joka toimii 3-4 voltilla. Tämän idean toteuttamiseksi tarvitsimme piirin, joka voi:
1 - suojaa akkua ylipurkautumiselta
2 - lataa litiumakkuja
Löysin Aliexpressistä pienen huivin, joka teki kaiken tämän eikä ollut ollenkaan kallis.


Epäröimättä ostin heti paljon kahta tällaista lautaa hintaan 3,88 dollaria. Tietenkin, jos ostat niitä 10, voit löytää ne 1 dollarilla. Mutta en tarvitse 10 kpl.
2 viikon kuluttua laudat olivat käsissäni.
Kiinnostuneille pakkausten purkuprosessin ja nopean yleiskatsauksen voi katsoa täältä:

Latauspiiri on tehty erikoistuneella TP4056-ohjaimella
Kuvaus josta:
Toisesta jalasta maahan on 1,2 kOhm resistanssi (merkitty levyllä R3), muuttamalla tämän vastuksen arvoa voit muuttaa akun latausvirtaa.


Aluksi se maksaa 1,2 kOhm, mikä tarkoittaa, että latausvirta on 1 ampeeri.

Tälle levylle voidaan liittää useita muita muuntajia. esimerkiksi jos liität tällaisen DC/DC-muuntimen


Sitten saamme jotain tehopankin kaltaista. Koska lähtöön tulee +5V.
Ja jos liität yleisen DC/DC-muuntimen LM2577S:ään


Sitten saamme ulostulon 4 - 26 volttia. Mikä on erittäin hyvä ja kattaa kaikki tarpeemme.
Yleensä, kun meillä on litiumakku, jopa vanhasta puhelimesta, ja tällainen kortti, saamme yleispakkauksen moniin tehtäviin laitteidemme virransyöttöä varten.
Voit katsoa videokatsauksen yksityiskohtaisesti:


Ostosuunnitelmissa +138 Lisää suosikkeihin Pidin arvostelusta +56 +153

Ensin sinun on päätettävä terminologiasta.

Sellaisenaan purkauslatausohjaimia ei ole. Tämä on hölynpölyä. Ei ole mitään järkeä hallita purkamista. Purkausvirta riippuu kuormasta - niin paljon kuin se tarvitsee, se kestää niin paljon. Ainoa asia, mitä sinun tarvitsee tehdä purkamisen aikana, on valvoa akun jännitettä, jotta se ei purkaudu liikaa. Tätä tarkoitusta varten he käyttävät.

Samalla erilliset ohjaimet veloittaa eivät vain ole olemassa, vaan ovat ehdottoman välttämättömiä litiumioniakkujen latausprosessissa. He asettavat tarvittavan virran, määrittävät latauksen lopun, valvovat lämpötilaa jne. Latausohjain on olennainen osa mitä tahansa.

Kokemukseni perusteella voin sanoa, että lataus/purkausohjain tarkoittaa itse asiassa piiriä, joka suojaa akkua liian syvältä purkaukselta ja päinvastoin ylilataukselta.

Toisin sanoen, kun puhumme lataus-/purkausohjaimesta, puhumme lähes kaikkiin litiumioniakkuihin (PCB- tai PCM-moduulit) sisäänrakennetusta suojauksesta. Tässä se on:

Ja tässä ne myös:

On selvää, että suojalevyjä on saatavana eri muotoisina ja ne kootaan erilaisilla elektronisilla komponenteilla. Tässä artikkelissa tarkastelemme vaihtoehtoja Li-ion-akkujen suojapiireille (tai halutessasi purkaus-/latausohjaimille).

Lataus-purkausohjaimet

Koska tämä nimi on niin vakiintunut yhteiskunnassa, käytämme sitä myös. Aloitetaan ehkä DW01 (Plus) -sirun yleisimmästä versiosta.

DW01-Plus

Tällainen litiumioniakkujen suojalevy löytyy joka toisesta matkapuhelimen akusta. Päästäksesi siihen, sinun tarvitsee vain repiä irti akkuun liimattu itseliimautuva merkintä.

Itse DW01-siru on kuusijalkainen, ja kaksi kenttätransistoria on rakenteellisesti valmistettu samassa paketissa 8-jalkaisen kokoonpanon muodossa.

Pin 1 ja 3 ohjaavat purkaussuojakytkimiä (FET1) ja ylilataussuojakytkimiä (FET2). Kynnysjännitteet: 2,4 ja 4,25 volttia. Pin 2 on anturi, joka mittaa jännitehäviötä kenttätransistoreiden välillä, mikä suojaa ylivirralta. Transistorien siirtymäresistanssi toimii mittausshunttina, joten vastekynnyksellä on erittäin suuri hajonta tuotteesta toiseen.

Koko kaava näyttää suunnilleen tältä:

Oikea mikropiiri, joka on merkitty 8205A, on kenttätransistorit, jotka toimivat piirin avaimina.

S-8241-sarja

SEIKO on kehittänyt erikoissiruja suojaamaan litiumioni- ja litiumpolymeeriakkuja ylipurkautumiselta/ylilataukselta. Tölkin suojaamiseksi käytetään S-8241-sarjan integroituja piirejä.

Ylipurkaus- ja ylilataussuojakytkimet toimivat 2,3 V:lla ja 4,35 V:lla. Virtasuoja aktivoituu, kun jännitehäviö FET1-FET2:ssa on 200 mV.

AAT8660-sarja

LV51140T

Samanlainen suojajärjestelmä yksikennoisille litiumakuille suojauksella ylipurkautumista, ylilatausta ja ylimääräisiä lataus- ja purkausvirtoja vastaan. Toteutettu LV51140T-sirun avulla.

Kynnysjännitteet: 2,5 ja 4,25 volttia. Mikropiirin toinen haara on ylivirtatunnistimen tulo (raja-arvot: 0,2V purettaessa ja -0,7V latauksen aikana). Pin 4 ei ole käytössä.

R5421N-sarja

Piirirakenne on samanlainen kuin edellisissä. Toimintatilassa mikropiiri kuluttaa noin 3 μA, estotilassa - noin 0,3 μA (merkinnässä C-kirjain) ja 1 μA (merkinnässä F-kirjain).

R5421N-sarja sisältää useita muunnelmia, jotka eroavat vastejännitteen suuruudesta latauksen aikana. Yksityiskohdat on esitetty taulukossa:

SA57608

Toinen versio lataus-/purkausohjaimesta, vain SA57608-sirulla.

Jännitteet, joilla mikropiiri katkaisee purkin ulkoisista piireistä, riippuvat kirjainindeksistä. Katso lisätietoja taulukosta:

SA57608 kuluttaa lepotilassa melko suurta virtaa - noin 300 μA, mikä erottaa sen yllä olevista analogeista huonompaan suuntaan (siellä kulutettu virta on mikroampeerin murto-osien luokkaa).

LC05111CMT

Ja lopuksi tarjoamme mielenkiintoisen ratkaisun yhdeltä maailman johtajista elektronisten komponenttien valmistajalta On Semiconductor - lataus-purkausohjain LC05111CMT-sirulle.

Ratkaisu on mielenkiintoinen siinä mielessä, että avain-MOSFETit on rakennettu itse mikropiiriin, joten lisäelementeistä on jäljellä vain pari vastusta ja yksi kondensaattori.

Sisäänrakennettujen transistorien siirtymäresistanssi on ~11 milliohmia (0,011 ohmia). Suurin lataus/purkausvirta on 10A. Maksimijännite napojen S1 ja S2 välillä on 24 volttia (tämä on tärkeää, kun paristot yhdistetään akkuihin).

Mikropiiri on saatavana WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Dual Flag -paketissa.

Piiri tarjoaa odotetusti suojan ylilataukselta/purkaukselta, ylikuormitusvirralta ja ylilatausvirralta.

Latausohjaimet ja suojapiirit - mitä eroa niillä on?

On tärkeää ymmärtää, että suojamoduuli ja latausohjaimet eivät ole sama asia. Kyllä, niiden toiminnot menevät jossain määrin päällekkäin, mutta akun sisäänrakennetun suojamoduulin kutsuminen latausohjaimeksi olisi virhe. Selitän nyt mikä ero on.

Jokaisen latausohjaimen tärkein tehtävä on toteuttaa oikea latausprofiili (yleensä CC/CV - vakiovirta/vakiojännite). Toisin sanoen latausohjaimen on kyettävä rajoittamaan latausvirtaa tietyllä tasolla, mikä ohjaa akkuun "kaadettavan" energian määrää aikayksikköä kohti. Ylimääräistä energiaa vapautuu lämmön muodossa, joten kaikki lataussäätimet kuumenevat käytön aikana.

Tästä syystä lataussäätimiä ei koskaan rakenneta akkuun (toisin kuin suojalevyt). Ohjaimet ovat vain osa oikeaa laturia eikä mitään muuta.

Lisäksi yksikään suojakortti (tai suojamoduuli, miksi haluat sitä kutsua) ei pysty rajoittamaan latausvirtaa. Kortti ohjaa vain itse pankin jännitettä ja, jos se ylittää ennalta määrätyt rajat, avaa lähtökytkimet ja irrottaa siten pankin ulkomaailmasta. Muuten, oikosulkusuojaus toimii myös samalla periaatteella - oikosulun aikana pankin jännite laskee jyrkästi ja syväpurkaussuojapiiri laukeaa.

Litiumakkujen suojapiirien ja lataussäätimien välillä syntyi sekaannuksia vastekynnyksen (~4,2V) samankaltaisuudesta johtuen. Vain suojamoduulin tapauksessa tölkki irrotetaan kokonaan ulkoisista liittimistä, ja lataussäätimen tapauksessa se siirtyy jännitteen stabilointitilaan ja vähentää vähitellen latausvirtaa.


Tämä pieni kortti sisältää latausohjaimen Li-Ion akuille TP4056 (tietolehti) Mikropiirissä on latausprosessin osoitus ja se sammuttaa itse akun, kun jännite saavuttaa 4,2 V.

Tietolomakkeen kaaviosta päätellen mikropiirissä on tulo akun termistorin kytkemistä varten. Mutta levyllä mikropiirin ensimmäinen jalka on maassa ja vain virtanastat ovat käytettävissä akun kytkemiseen.

Latausvirta riippuu mikropiirin haaran 2 vastuksen Rprog arvosta. Minulle tulleessa levyssä on 1,2 kOhmin vastus. Joka datalehden taulukosta päätellen vastaa 1000mA:n latausvirtaa

Tällä virralla tyhjä akkuni (kuvassa Nokialta) latautui noin tunnissa alkujännitteestä 3,4 - 4,19 volttia. Laturin sisääntuloon syötettiin 5 volttia USB-tietokoneesta.

Kosketin sitä eikä mikään kuumentunut. Pelkäsin, että maksimivirralla akku lämpenee, varsinkin kun palautetta ei ole. Mutta mitään ei tapahtunut. Ensimmäisellä käynnistyksellä mikään ei räjähtänyt eikä kuumentunut koko operaation aikana :)

Yleisesti ottaen pidin ohjaimesta ja ennen kaikkea hinnasta. 1 dollarilla saamme täysimittaisen ohjaimen indikaatiolla ja valmiissa suunnittelussa, kätevästi käytettäväksi projekteissasi.

Kuvaus uudesta moduulista

Micro USB -moduuli - laturi litiumioniakuille ja litiumpolymeeriakuille, joiden nimellinen latausvirta on 1,0 A ja virtasuoja kannettavien POWERBANK-laitteiden rakentamiseen

Laite on koottu erikoistuneelle TP4056-sirun päälle. Tämä on täydellinen vakiojännite/vakiovirta lineaarinen lataustuote yksikennoisille litiumioniakuille.
Latausvirran säätö on mahdollista korvaamalla moduulilevyn ohjelmistovastus R3 alla olevan taulukon mukaan valitulla vastuksella:

Akut on mahdollista kytkeä rinnakkain laturin kanssa.
Mikropiirissä on latausilmaisin ja se sammuttaa akun automaattisesti, kun jännite saavuttaa 4,20 V. Kortissa on myös virtasuojaus, kun siitä saa virtaa laitteen lähdön kautta. Suojaus on koottu DW01-P-sirun päälle (One Cell Lithium-ion/Polymer Battery Protection IC).
Käytössä ovat seuraavat suojaustilat:
1. Ylilataussuoja. Akun suurimman sallitun latausjännitteen ylitys.
2. Ylipurkaussuoja. Akku tyhjenee alle pienimmän sallitun jännitteen.
3. Ylivirtasuoja. Akun enimmäispurkausvirran ylitys.
Akun lataus-/purkauspiiri palautuu suojauksen lauetun jälkeen automaattisesti.

Merkkivalot: punainen - lataus, vihreä (sininen) - akku on ladattu.

Akku on kytketty lähtöihin "B+", "B-". Lataa lähtöihin "OUT+", "OUT-". USB-liitännän lisäksi tulojännite voidaan syöttää “+”- ja “-”-liittimiin.

Laitteen lähtöön on mahdollista kytkeä tehostusmuunnin kuvan osoittamalla tavalla:

Tekniset tiedot:

Latausmenetelmä: lineaarinen
Latausvirta: 1,0A
Latausjännitteen poikkeama: enintään 1,5 %
Tulojännite: vakio 4,5 - 5,5 V
Täysi latausjännite: 4,0 - 4,1 V
Täysi purkausjännite: 2,9 - 3,1 V

Suojaus:
Ylilataussuojakynnys: 4,2 - 4,3 V
Ylipurkaussuojakynnys: 2,3 - 2,5 V
Purkausvirran suojakynnys: 3,0 A

Tuloliitäntä: Micro USB
Käyttölämpötila: -10°C - +85°C
Mitat (LxSxK): 26x17x3 (mm)
Paino: 3g


R5 C2 - DW01A virtapiirin suodatin. Se tarkkailee myös akun jännitettä.
R6 - tarvitaan suojaamaan latauksen napaisuuden vaihtamiselta. Sen kautta mitataan myös näppäinten jännitehäviö suojauksen normaalia toimintaa varten.
Punainen LED-valo ilmaisee akun latausprosessin
Sininen LED - merkkivalo akun latauksen päättymisestä

Levy kestää akun napaisuuden vaihtoa vain lyhyen aikaa - FS8205A-kytkin ylikuumenee nopeasti. Itse FS8205A ja DW01A eivät pelkää akun napaisuuden vaihtoa virtaa rajoittavien vastusten vuoksi, mutta TP4056:n kytkennän ansiosta napaisuuden vaihtovirta alkaa virrata sen läpi.

Kun akun jännite on 4,0 V, mitattu näppäinimpedanssi on 0,052 ohmia
Kun akun jännite on 3,0 V, mitattu näppäinimpedanssi on 0,055 ohmia

Virran ylikuormitussuoja on kaksivaiheinen ja laukeaa, jos:
— kuormitusvirta ylittää 27A 3 µs:n ajan
— kuormitusvirta ylittää 3A 10 ms:n ajan
Tiedot on laskettu spesifikaation kaavoilla, tätä ei voida todentaa.
Pitkäaikainen maksimilähtövirta osoittautui noin 2,5A, kun taas avain lämpenee huomattavasti, koska siitä menetetään 0,32W.

Akun ylipurkaussuoja laukeaa 2,39 V:n jännitteellä - tämä ei riitä, jokaista akkua ei voida turvallisesti purkaa niin alhaiseen jännitteeseen.

Yritin sovittaa tämän huivin vanhaan pieneen, yksinkertaiseen lasten radio-ohjattavaan autoon yhdessä vanhojen 18500 akkujen kanssa kannettavasta 1S2P mysku -kokoonpanosta. ru/blog/aliexpress/29476.html
Kone sai virtansa 3 AA-paristosta, koska 18500 paristot ovat niitä paljon paksumpia, paristolokeron kansi jouduttiin irrottamaan, väliseinät puremaan ja paristot liimaamaan. Paksuudeltaan ne osoittautuivat pohjan tasolle.