Всё о мобильной энергии, солнечных батарея, ветряках и другой электроники Обсуждение солнечных батарей, вертяков, генераторов и другой электроники
 
  Регистрация | Войти На главную Добавить статью Форум Поиск  RSS Наш твиттер Контакты 28 января 2022, Пятница  
MobiPower.ru
 О сайте
 Новости
 солнце
 термоэлектричество
 механика
 аккумуляторы
 освещение
 электроника
 прочее (экзотика)
 новинки рынка
 Сделай сам
 Обзоры и тесты
 Библиотека
 Форум
 Ссылки
 Контакты

Новости на e-mail
Подписаться на e-mail рассылку новых статей сайта Mobipower.ru



Новое на форуме

Просто "коробочка".
Автор: nik34
24.01.2022 в 14:33

Накопитель "Конструктор"
Автор: nik34
28.12.2021 в 09:15

Alpha Power BC-700 от La Crosse Technology
Автор: Гость
22.12.2021 в 20:48

Ругаться сюда, однако ;))))
Автор: Гость
13.12.2021 в 20:54

Защищённые аккумуляторы в Вампирчике
Автор: nik34
14.10.2021 в 20:55

Увеличение ёмкости Вампирчика на счёт внешнего блока с 18650
Автор: nik34
14.10.2021 в 20:53

Аккумулятор для ноутбука
Автор: nik34
14.10.2021 в 20:47

"Коэффициент отдачи" Вампирчика
Автор: LeonidS
22.09.2021 в 23:19

Контроллер для ветряка
Автор: nik34
07.05.2021 в 21:26

Батарея на крыше авто
Автор: LeonidS
26.02.2021 в 14:40

Перейти на форум

Сейчас на сайте
53 человека

в т.ч. гостей: 53
пользователей: 0

Всего: 1213

Это может быть полезно
Тихое помещение в Москве для приятного приема пищи - бар Noor на портале Restoclub.Ru


Цепи защиты Li-Ion батарей


Разместил 20.01.2010   nik34

Электроника nik34 прислал:

Схема защиты Li-Ion аккумуляторов
Как известно, Li-Ion аккумуляторы весьма капризны в зарядке, поэтому во многие из них, уже встроены схемы защиты. Как они выглядят, какую имеют электрическую схему и характеристики показано на примере распространённого Li-Ion аккумулятора размера 18650.



  
Поделиться этой страницей в:


О необходимости работы Li-Ion батареи в паре с цепями защиты наверное говорить уже и не нужно. Некоторые батареи уже мигрировали до уровня "бытовых" и предлагаются к покупке и использованию. Это стало возможным, благодаря тому, что цепи защиты стали интегрироваться в такие форм-факторы как 18650 и подобные им. Хотя ранее, такого не наблюдалось.

Какой-нибудь ICR18650 продавался как OEM-продукт для ремонта тех-же ноутбуков и не более. Реализовать комплексную защиту даже одного такого элемента было отдельной задачей о которой необходимо было заботиться. До сих пор, возможность конструировать цепи защиты из относительно дешевых и доступных микросхем для меня (а может и для кого-то еще) остаётся некоторой проблемой.

Вроде уже всё продаётся - бери и ставь ка-говорится. Но вот что именно там внутри ? Как работает ? Когда и как срабатывает ? Можно ли это улучшить-переделать ?

Вот что можно наковырять из батарей доступных к покупке на DealExtreme.com

Схема защиты Li-Ion аккумуляторов

Увеличить

Очень хотелось побольше узнать о детальной работе таких модулей и что из них можно сделать в перспективе (или нельзя сделать)...
В качестве препарируемого образца было заказано 4-е штуки SCU_26114

Вот этот товар:

Схема защиты Li-Ion аккумуляторов

Увеличить

Вот как это выглядит без деталей:

Схема защиты Li-Ion аккумуляторов

Увеличить

А вот так - проще срисовать незамысловатую схемку с данного образца:

Схема защиты Li-Ion аккумуляторов

Увеличить

Вот что получится после процесса рисования:

Схема защиты Li-Ion аккумуляторов

А вот и сама схема. Так пожалуй будет удобней:

Схема защиты Li-Ion аккумуляторов

Первое, что показала разборка разных модулей - это разные буквы на конце "K091".
Мне встретились индексы "E", "A", "J".

Как показало препарирование защищённых батарей 18650 от TrustFire и UltraFire - все они содержат одну и ту же схему защиты. Разница - только в вот в этих буквах на конце и немного различной топологии печатных плат.

UltraFire 18650 (2400 ма/ч) содержал "K091J". В то же время как 18650 (2500 ма/ч) от TrustFire содержал "K091A". То что распаял я - содержало "K091E".

Что бросается в глаза - нет некоторых пассивных элементов на печатной плате. Вероятно платы предусмотрены под установку некой иной микросхемы, где требуется наличие большего числа компонентов. Плата сделана под 6-ти выводную микросхему защиты, хотя то, что впаяно - содержит всего 5-ть выводов.

Попытки поиска - что есть "K091E" меня ни к чему не привели (наверное искатель их меня никудышний). Но, искать очень много и не пришлось. Я быстро натолкнулся на очень похожую микросхему защиты "DW01+". У неё 6-ть выводов, и схема включения - пуля в пулю (кроме цоколёвки выводов) совпадает с "K091E". Вероятно, это одна и таже разработка. Отличие "K091E" - отсутствующий пин задания времени торможения при реакции на короткое замыкание. Возможно, что в "K091E" оно принято по-умолчанию и составляет примерно 10мс. Но это всего лишь догадки. Так или иначе - меня пока не волнует это время реакции и управлять им я не собираюсь.

Вот что можно почерпнуть из доки про "DW01+":

Схема защиты Li-Ion аккумуляторов

 
Итак, отличия только в наличии вывода #TD и цоколёвки.
#TD - никуда не подключен в примере для "DW01+" (что не может не обнадёживать).

Все замеры напряжений срабарываний для переразряда и перезаряда меня привели к тому, что эти значания совпадают с таковыми для "DW01+":
- напряжения защиты переразряда = 2.5V
- напряжения защиты перезаряда = 4.3V
- активация разрешения на дальнейший разряд - только после отрицательного перепада напряжения на выводе #CS (вывод 1 для "K091"). Т.е. только после помещения элемента в зарядное устройство.

Все модули (6-ть штук) что были в наличии, показали стабильные результаты по пороговым напряжениям. Разброса параметров я не заметил. О неком разбросе параметров для готовых модулей было замечено в ветке "Li-Ion батареи из ноутбука". Возможно, что есть какие-то другие платы, которых я ещё не видел. Вероятно, они собраны не на "K091".

Вывод #CS выдерживает в пределе до -24V (взято из доки по "DW01+"). Этот же вывод ловит и положительные перепады напряжения, которые возникают на внутреннем сопротивлении полевых транзисторов. Тем самым, осуществляется защита по предельному току. Возможно разные буквенные индексы разных микросхем - отвечают за разный порог срабатывания токовой защиты.

Так или иначе, на модуле от UltraFire можно обнаружить два полевика в параллель и пустое место для установки третьего !! Это видно на самой первой фотографии. Т.е. меняя число полевиков - меняем порог срабатывания токовой защиты. И нет ни одного резистора на это дело. А оно и не сильно надо при наличии такой микросхемы.

Вот что сбивало меня с толку длительное время:

Схема защиты Li-Ion аккумуляторов

Увеличить

Сказано:
- уровень разряда = 2.75V
- уровень заряда = 4.2V

Я могу теперь точно сказать что это враньё ! И не стоит так слепо доверять этим надписям. Хотя, надо признать, что я бы хотел видеть именно такие цифры. (Так это же циферки нормального диапазона работы, а не срабатывания схемы защиты. Прим.ред.)

Напряжение разряда = 2.5v (реальное, а не маркетинговое) меня совсем не радует. График разряда таких батарей очень крутой (в конце разряда), и доводить до такого напряжения я бы не рискнул. 2.75V кажется оптимальным. Но.. увы.. не судьба.

Про напряжение 4.3V для порога перезаряда я вообще хочу сказать что оно опасно. У меня на практике, была работа с кучей КПК, где в инструкции русскими буквами было сказано что не следует оставлять КПК на зарядке более чем на 8-мь часов. Тем не менее, работа на предприятии (торговые агенты) требовала чтобы в субботу вечером все КПК были поставлены на зарядку и были целиком заряжены к понедельнику. Важно - за КПК никто не следил на воскресенье. И вот в процессе такой работы, в понедельник некоторые КПК с утра находили в нерабочем состоянии. В частности у них распухала батарея, и от этого выламывало заднюю крышку аккумуляторного отсека. Было ясно - идёт перезаряд и инструкция не зря пишет про такой случай.

Я как-то расковырял вздутую батарею. Там я обнаружил микросхему защиты DS2760 у которой (в зависимости от поставки) напряжение перезаряда нормируется от 4.275V....4.35V. Т.е. налицо была ошибка алгоритма заряда батареи. Эту ошибку могла устранить DS2760, да она её устраняла - ничего не воспламенилось и ничего не загорелось. Но увы, батареи страдали. После этого их невозможно было использовать. Т.е. порог 4.3V это некий пожаробезопасный рубеж, но не более.

Гораздо продуктивнее заботиться о перезаряде именно в зарядном устройстве, нежели писать такие инструкции и полагаться на 4.3V

Выходы управления полевиками "K091" как я выяснил опытным путём - комплементарные. Т.е. нет никаких открытых коллекторов или открытых стоков. Ток через выход идёт как в нуле, так и в единице. Проверял - простым светодиодом с резистором.

Мне удалось немного "поправить" напряжение срабатывания защиты по переразряду. Это я делал "в лоб". Я поставил по питанию "K091" обыкновенный резистивный делитель напряжения. Параллельно конденсатору питания 0.1мкФ я впаивал 1.8 мегома, а вместо 100 ом - впаивал 47 ком. Получилось напряжение срабатывания защиты не 2.5V а 2.71V.

Сразу скажу, что это ведёт к росту тока потребления такой цепи защиты. Было - примерно 3 мкА, а стало 6 мкА (с резисторами). Естественно, что порог 4.3v (защита от перезаряда) так же сдвигается на некую величину, которая совершенно уже непригодна для использования.

Т.е. K091 можно использовать в качестве доноров для для создания модулей защиты по токовой перегрузке и по UnderVoltage защите.

Именно цепи UnderVoltage меня более всего и инетересуют. 6 мкА тока меня устраивают на все 100%. Это приемлемо. Остаётся задача - как использовать K091 для защиты последовательно соединённых батарей с одним общим полевиком. На этом пути есть препятствие - после срабатывания UnderVoltage защиты - нужно на пин 1 (#CS) подать отрицательное напряжение. Иначе - микросхема не перейдёт в режим рарешения разряда. Т.е. для организации защиты последовательно соединённой батареи Li-Ion элементов K091 подходит слабо.

Мне удалось избавиться от этого препятствия путём увеличения тока потребления до 20 мкА.
Решение очень простое - замкнуть пин #CS наглухо на землю. Но тогда:
- несколько подрастает ток до 20 мкА в режиме срабатывания защиты
- лишаемся защиты по току (на эту защиту можно будет бросить отдельный корпус K091)
- напряжение, при котором микросхема вновь разрешиет разряд элемента = 3.5V

Я, пока не оставляю надежд по созданию некой простой схемы включения таких микросхем для защиты батареи последовательно соединённых Li-Ion элементов. Надеюсь, что данная информация окажется хоть кому-то полезным подспорьем при создании своих цепей защиты батарей Li-Ion элементов.

---------------------------------
Продолжение обсуждения данной темы можно глянуть, пройдя по ссылке на источник.



Источник:
http://speleo.ru/phpBB3/viewtopic.php?f=31&p=7395





Поделиться этой страницей в:

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 5 из 5. Голосов: 58

Проголосуйте, пожалуйста, за эту статью:
Класс! Очень хорошо! Сойдёт 3-й сорт еще не брак Ерунда
(отлично!)(хорошо)(сойдет)(так себе)(плохо)

Статьи в тему: Электроника
Низковольтный преобразователь напряжения
 Преобразователь напряжения KIS-3R33S (MP2307)
 Триггерный переключатель на мощном MOSFET
Низковольтный преобразователь  Преобразователь напряжения KIS-3R33S (MP2307)  Переключатель с антидребезговой схемой на мощном MOSFET

Связанные темы

Аккумуляторы
Аккумуляторы
Сделай сам
Сделай сам


Комментарии к статье

Цепи защиты Li-Ion батарей | 0 Комментариев

Спасибо за проявленный интерес

Вы не можете отправить комментарий анонимно, пожалуйста зарегистрируйтесь.

 
Связанные темы
Раздел: Аккумуляторы
Аккумуляторы
Раздел: Сделай сам
Сделай сам

Статьи в тему
Электроника
Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению
Импульсные источники питания. Теоретические основы проектирования и руководство по практическому применению
Универсальный преобразователь напряжения или пару слов от том, что такое SEPIC
Универсальный преобразователь напряжения или пару слов от том, что такое SEPIC
Контроллер заряда солнечной батареи
Контроллер заряда солнечной батареи с автоматическим поиском точки максимальной мощности
Стабилизатор для солнечной батареи и контроллер нагрузок
Стабилизатор для солнечной батареи и контроллер нагрузок
Проектирование вторичных источников питания с выходом на постоянном токе
Проектирование вторичных источников питания с выходом на постоянном токе

А Вы знаете, что возможно... ?

 Подписаться на rss рассылку Читать нас через RSS

 Читать нас на Твиттер Читать нас на Твиттер

 Наши новости на e-mail Получать наши новости на e-mail

 Напечатать текущую статью Напечатать текущую статью


Реклама
По вопросам размещения рекламы


Интересно



 

Количество подписчиков на RSS
Загрузка страницы: 0.02 секунды