Контроллеры заряда литиевых батарей: Схемы контроллеров заряда-разряда Li-ion аккумуляторов и микросхемы модулей защиты литиевых батарей

Содержание

Схемы контроллеров заряда-разряда Li-ion аккумуляторов и микросхемы модулей защиты литиевых батарей

Главная

>

Схемы и чертежи

>

Модули защиты и контроллеры заряд/разряд для Li-ion аккумуляторов

Содержание статьи:

  • Что такое «контроллер заряда-разряда»?
  • Микросхемы, применяемые для защиты Li-ion:
    — DW01
    — S-8241 Series
    — AAT8660 Series
    — FS326 Series
    — LV51140T
    — R5421N Series
    — SA57608
    — LC05111CMT
  • В чем разница между контроллером заряда и схемой защиты?

Для начала нужно определиться с терминологией.

Как таковых контроллеров разряда-заряда не существует. Это нонсенс. Нет никакого смысла управлять разрядом. Ток разряда зависит от нагрузки — сколько ей надо, столько она и возьмет. Единственное, что нужно делать при разряде — это следить за напряжением на аккумуляторе, чтобы не допустить его переразряда. Для этого применяют защиту от глубокого разряда.

При этом, отдельно контроллеры заряда не только существуют, но и совершенно необходимы для осуществления процесса зарядки li-ion аккумуляторов. Именно они задают нужный ток, определяют момент окончания заряда, следят за температурой и т.п. Контроллер заряда является неотъемлемой частью любого зарядного устройства для литиевого аккумулятора.

Исходя из своего опыта могу сказать, что под контроллером заряда/разряда на самом деле понимают схему защиты аккумулятора от слишком глубокого разряда и, наоборот, перезаряда.

Другими словами, когда говорят о контроллере заряда/разряда, речь идет о встроенной почти во все литий-ионные аккумуляторы защите (PCB- или PCM-модулях). Вот она:

И вот тоже они:

Очевидно, что платы защиты представлены в различных форм-факторах и собраны с применением различных электронных компонентов. В этой статье мы как раз и рассмотрим варианты схем защиты Li-ion аккумуляторов (или, если хотите, контроллеров разряда/заряда).

Контроллеры заряда-разряда

Раз уж это название так хорошо укрепилось в обществе, мы тоже будем его использовать. Начнем, пожалуй, с наиболее распространенного варианта на микросхеме DW01 (Plus).

DW01-Plus

Такая защитная плата для аккумуляторов li-ion встречается в каждом втором аккумуляторе от мобильника. Чтобы до нее добраться, достаточно просто оторвать самоклейку с надписями, которой обклеен аккумулятор.

Сама микросхема DW01 — шестиногая, а два полевых транзистора конструктивно выполнены в одном корпусе в виде 8-ногой сборки.

Вывод 1 и 3 — это управление ключами защиты от разряда (FET1) и перезаряда (FET2) соответственно. Пороговые напряжения: 2.4 и 4.25 Вольта. Вывод 2 — датчик, измеряющий падение напряжения на полевых транзисторах, благодаря чему реализована защита от перегрузки по току. Переходное сопротивление транзисторов выступает в роли измерительного шунта, поэтому порог срабатывания имеет очень большой разброс от изделия к изделию.

Паразитные диоды, встроенные в полевики, позволяют осуществлять заряд аккумулятора, даже если сработала защита от глубокого разряда. И, наоборот, через них идет ток разряда, даже в случае закрытого при перезаряде транзистора FET2.

Вся схема выглядит примерно вот так:

Правая микросхема с маркировкой 8205А — это и есть полевые транзисторы, выполняющие в схеме роль ключей.

S-8241 Series

Фирма SEIKO разработала специализированные микросхемы для защиты литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов от переразряда/перезаряда. Для защиты одной банки применяются интегральные схемы серии S-8241.

Ключи защиты от переразряда и перезаряда срабатывают соответственно при 2.3В и 4.35В. Защита по току включается при падении напряжения на FET1-FET2 равном 200 мВ.

AAT8660 Series

Решение от Advanced Analog Technology — AAT8660 Series.

Пороговые напряжения составляют 2.5 и 4.32 Вольта. Потребление в заблокированном состоянии не превышает 100 нА. Микросхема выпускается в корпусе SOT26 (3х2 мм, 6 выводов).

FS326 Series

Очередная микросхема, используемая в платах защиты одной банки литий-ионного и полимерного аккумулятора — FS326.

В зависимости от буквенного индекса напряжение включения защиты от переразряда составляет от 2.3 до 2.5 Вольт. А верхнее пороговое напряжение, соответственно, — от 4.3 до 4.35В. Подробности смотрите в даташите.

LV51140T

Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T.

Пороговые напряжения: 2.5 и 4.25 Вольта. Вторая ножка микросхемы — вход детектора перегрузки по току (предельные значения: 0.2В при разряде и -0.7В при зарядке). Вывод 4 не задействован.

R5421N Series

Схемотехническое решение аналогично предыдущим. В рабочем режиме микросхема потребляет около 3 мкА, в режиме блокировки — порядка 0.3 мкА (буква С в обозначении) и 1 мкА (буква F в обозначении).

Серия R5421N содержит несколько модификаций, отличающихся величиной напряжения срабатывания при перезарядке. Подробности приведены в таблице:

Обозначение Порог отключения по перезаряду, В Гистерезис порога перезаряда, мВ Порог отключения по переразряду, В Порог включения перегрузки по току, мВ
R5421N111C 4. 250±0.025 200 2.50±0.013 200±30
R5421N112C 4.350±0.025
R5421N151F 4.250±0.025
R5421N152F 4.350±0.025

SA57608

Очередной вариант контроллера заряда/разряда, только уже на микросхеме SA57608.

Напряжения, при которых микросхема отключает банку от внешних цепей, зависят от буквенного индекса. Подробности см. в таблице:

Обозначение Порог отключения по перезаряду, В Гистерезис порога перезаряда, мВ Порог отключения по переразряду, В Порог включения перегрузки по току, мВ
SA57608Y 4.350±0.050 180 2.30±0.070 150±30
SA57608B 4.280±0.025 180 2.30±0.058 75±30
SA57608C 4. 295±0.025 150 2.30±0.058 200±30
SA57608D 4.350±0.050 180 2.30±0.070 200±30
SA57608E 4.275±0.025 200 2.30±0.058 100±30
SA57608G 4.280±0.025 200 2.30±0.058 100±30

SA57608 потребляет достаточно большой ток в спящем режиме — порядка 300 мкА, что отличает ее от вышеперечисленных аналогов в худшую сторону (там потребляемые токи порядка долей микроампера).

LC05111CMT

Ну и напоследок предлагаем интересное решение от одного из мировых лидеров по производству электронных компонентов On Semiconductor — контроллер заряда-разряда на микросхеме LC05111CMT.

Решение интересно тем, что ключевые MOSFET’ы встроены в саму микросхему, поэтому из навесных элементов остались только пару резисторов да один конденсатор.

Переходное сопротивление встроенных транзисторов составляет ~11 миллиом (0. 011 Ом). Максимальный ток заряда/разряда — 10А. Максимальное напряжение между выводами S1 и S2 — 24 Вольта (это важно при объединении аккумуляторов в батареи).

Микросхема выпускается в корпусе WDFN6 2.6×4.0, 0.65P, Dual Flag.

Схема, как и ожидалось, обеспечивает защиту от перезаряда/разряда, от превышения тока в нагрузке и от чрезмерного зарядного тока.

Контроллеры заряда и схемы защиты — в чем разница?

Важно понимать, что модуль защиты и контроллеры заряда — это не одно и то же. Да, их функции в некоторой степени пересекаются, но называть встроенный в аккумулятор модуль защиты контроллером заряда было бы ошибкой. Сейчас поясню в чем разница.

Важнейшая роль любого контроллера заряда заключается в реализации правильного профиля заряда (как правило, это CC/CV — постоянный ток/постоянное напряжение). То есть контроллер заряда должен уметь ограничивать ток зарядки на заданном уровне, тем самым контролируя количество «заливаемой» в батарею энергии в единицу времени. Избыток энергии выделяется в виде тепла, поэтому любой контроллер заряда в процессе работы достаточно сильно разогревается.

По этой причине контроллеры заряда никогда не встраивают в аккумулятор (в отличие от плат защиты). Контроллеры просто являются частью правильного зарядного устройства и не более.

Схемы правильных зарядок для литиевых аккумуляторов приведены в этой статье.

Кроме того, ни одна плата защиты (или модуль защиты, называйте как хотите) не способен ограничивать ток заряда. Плата всего лишь контролирует напряжение на самой банке и в случае выхода его за заранее установленные пределы, размыкает выходные ключи, отключая тем самым банку от внешнего мира. Кстати, защита от КЗ тоже работает по такому же принципу — при коротком замыкании напряжение на банке резко просаживается и срабатывает схема защиты от глубокого разряда.

Путаница между схемами защиты литиевых аккумуляторов и контроллеров заряда возникла из-за схожести порога срабатывания (~4.2В). Только в случае с модулем защиты происходит полное отключение банки от внешних клемм, а в случае с контроллером заряда происходит переключение в режим стабилизации напряжения и постепенного снижения зарядного тока.

Контроллеры заряда Li-ion аккумуляторов в категории «Техника и электроника»

поиск в товарах / по продавцам

  • Портативные зарядные устройства

  • Зарядные устройства для аккумуляторов

  • Наборы и компоненты для самостоятельной сборки электроники

  • Аккумуляторы для телефонов

  • Запчасти и аксессуары для аудиотехники

  • Аккумуляторы общего назначения

  • Солнечные контроллеры

  • Контроллеры и комплектующие для SATA, SAS, SCSI RAID

  • Дрели, шуруповерты

  • Микросхемы

  • Товары, общее

  • Батарейки

  • Интегральные микросхемы

  • Мультиметры

  • Запчасти и комплектующие для профессионального аудио-видео оборудования

  • Программируемые контроллеры

  • Аккумуляторы для ноутбуков, планшетов, электронных книг, переводчиков

  • Комплектующие и запчасти для инструмента

  • Промышленное оборудование и станки, общее

  • Лазерные нивелиры, уровни, сканеры

Контроллер заряда разряда для li-ion аккумуляторов TP4056 (10538)

Готово к отправке

44 грн

Купить

TP4056 c защитой контроллер заряда Li-ion аккумулятора 5V 1А (TYPE-C)

Готово к отправке

22. 50 грн

Купить

Модуль BMS 1S 3.7V 3A Контроллер Заряда Разряда Li-ion Аккумуляторов, Защитная плата BMS 1S от перезарядки

Готово к отправке

12.80 грн

16 грн

Купить

Мукачево

BMS 5S 15A 21В контроллер заряда LI-ION аккумуляторов

Готово к отправке

по 115 грн

от 2 продавцов

115 грн

Купить

Кропивницкий

Плата защиты контроллер заряда разряда, контроллер Li-ion аккумуляторов BMS 4S 40A типа 18650

Готово к отправке

135 грн

Купить

TP4056 c защитой контроллер заряда Li-ion аккумулятора 5V 1А (Micro USB)

Готово к отправке

19.75 грн

Купить

Плата защиты BMS 7S 15A 25.9V (29.4V) 15 A для Li-ion аккумуляторов (контроллер заряда/разряда) с балансом

Готово к отправке

350 грн

Купить

BMS 1S FC-75 TP4056 контроллер заряда Li-ion аккумулятора 5V 1А вход microUSB

Готово к отправке

по 21 грн

от 2 продавцов

21 грн

Купить

Кропивницкий

Контроллер заряда Li-Ion аккумулятора DC 5V/1A, microUSB

В наличии

28. 25 грн

Купить

Контроллер заряда Li-Ion аккумулятора 5v/1A Type-C

В наличии

30.51 грн

Купить

2

3

Вперед

Показано 1 — 29 товаров из 6000+

Смотрите также

Повербанк портативный

Павербанк для планшета

Повербанк для андроид

Power bank 20 000

Повербанкы

Пауэр бэнк

Повербанкы для айфона

Портативный бустер

Плата защиты

Переносная зарядка для телефона

Пауэр банк для телефона

Powerbank xiaomi

Powerbank samsung

Портативная зарядка для айфона

Повербанк для планшета

Контроллеры заряда Li-ion аккумуляторов со скидкой

Контроллеры заряда Li-ion аккумуляторов оптом

Популярные категории

Техника и электроника

Компьютерная техника и ПО

Компьютерные аксессуары

Портативные зарядные устройства

Электрооборудование

Батареи и аккумуляторы

Зарядные устройства для аккумуляторов

Запчасти для техники и электроники

Наборы и компоненты для самостоятельной сборки электроники

Телефоны и аксессуары

Комплектующие для мобильных телефонов

Аккумуляторы для телефонов

Запчасти и аксессуары для аудиотехники

Насколько вам
удобно на проме?

Лучший литиевый солнечный контроллер заряда 2023 года Обзор

Литиевый солнечный контроллер заряда — это тип контроллера заряда, специально оптимизированный для зарядки литий-ионных аккумуляторов и аккумуляторов LifePo4.

Долгое время контроллеры заряда от солнечных батарей поддерживали зарядку только свинцово-кислотных аккумуляторов, но по мере того, как литий-ионные аккумуляторы стали более широко использоваться в автономных солнечных системах, все больше контроллеров теперь поддерживают зарядку литий-ионных аккумуляторов.

Разница между литиевым солнечным контроллером заряда и обычным контроллером заряда

Основное различие между литиевым солнечным контроллером заряда и свинцово-кислотным контроллером заряда заключается в системе управления питанием. литиевые солнечные зарядные устройства используют режим зарядки постоянным током и должны иметь встроенную плату защиты.

Как и другие специализированные солнечные контроллеры, солнечные контроллеры с литиевыми батареями имеют тип MPPT и тип PWM. Контроллер заряда солнечной батареи MPPT — это контроллер заряда, который использует алгоритм отслеживания точки максимальной мощности для получения максимальной энергии от солнечной батареи.

ШИМ-контроллер заряда обычно имеет только 70%-ную способность преобразования по сравнению с режимом MPPT. Режим MPPT настоятельно рекомендуется в большинстве случаев, но некоторые ШИМ-контроллеры заряда также выделяются на практике.

Мы выбрали самые популярные на рынке контроллеры заряда солнечных батарей LifePo4 для сравнения и оценки.

Лучший контроллер заряда литиевых батарей 2023 года

  • Контроллер заряда солнечных батарей EPever TracerAN MPPT
  • BB01 Контроллер заряда солнечной батареи Buck Boost
  • Контроллер заряда солнечной батареи ZHCSolar SCF60 MPPT
  • Контроллер заряда ESmart MPPT
  • Контроллер заряда MC RV MPPT
  • HP6024 Контроллер заряда от солнечной батареи 60 А (ШИМ)
  • Контроллер заряда солнечной батареи WP5048D (ШИМ)
  • Литиевый контроллер заряда солнечной батареи серии SL03 (ШИМ)
  • Контроллер заряда солнечной батареи HQST ​​30 А (ШИМ)