Схеми захисту Li-ion акумуляторів від переразряда (контролери розряду). Оптовий інтернет-магазин китайських товарів можна заряджати літій-іонний акумулятор без контролера

Не секрет, що Li-ion акумулятори не люблять глибокого розряду. Від цього вони хиреют і марніють, а також збільшують внутрішній опір і втрачають ємність. Деякі екземпляри (ті, які з захистом) можуть навіть зануритися в глибоку сплячку, звідки їх досить проблематично витягувати. Тому при використанні літієвих акумуляторів необхідно якось обмежити їх максимальний розряд.

Для цього застосовують спеціальні схеми, що відключають батарею від навантаження в потрібний момент. Іноді такі схеми називають контролерами розряду.

Оскільки контролер розряду не керує величиною струму розряду, він, строго кажучи, ніяким контролером не є. Насправді це усталене, але некоректна назва схем захисту від глибокого розряду.

Всупереч поширеній думці, вбудовані в акумулятори (PCB-плати або PCM-модулі) не призначені ні для обмеження струму заряду / розряду, ні для своєчасного відключення навантаження при повному розряді, ні для коректного визначення моменту закінчення заряду.

По перше,плати захисту в принципі не здатні обмежувати струм заряду або розряду. Цим має займатися ЗУ. Максимум, на що вони здатні - це вирубати акумулятор при короткому замиканні в навантаженні або при його перегрів.

По-друге,більшість модулів захисту відключають li-ion батарею при напрузі 2.5 Вольта або навіть менше. А для переважної більшості акумуляторів - це ооооочень сильний розряд, такого взагалі не можна допускати.

По-третє,китайці клепають ці модулі мільйонами ... Ви правда вірите, що в них використовуються якісні прецизійні компоненти? Або що їх хтось там тестує і налаштовує перед установкою в акумулятори? Зрозуміло, це не так. При виробництві китайських плат неухильно дотримується лише один принцип: чим дешевше - тим краще. Тому якщо захист буде відключати АКБ від зарядного пристрою точно при 4.2 ± 0.05 В, то це, скоріше, щаслива випадковість, ніж закономірність.

Добре, якщо вам дістався PCB-модуль, який буде спрацьовувати трохи раніше (наприклад, при 4.1В). Тоді акумулятор просто не добере з десяток відсотків ємності і все. Набагато гірше, якщо акумулятор буде постійно перезаряджатися, наприклад, до 4.3В. Тоді і термін служби скорочується і ємність падає і, взагалі, може вспухнуть.

Використовувати вбудовані в літій-іонний акумулятори плати захисту в якості обмежувачів розряду МОЖНА! І в якості обмежувачів заряду - теж. Ці плати призначені тільки для аварійного відключення акумулятора при виникненні нештатних ситуацій.

Тому потрібні окремі схеми обмеження заряду і / або захисту від занадто глибокого розряду.

прості зарядні пристроїна дискретних компонентах і спеціалізованих інтегральних схемах ми розглядали в. А сьогодні поговоримо про існуючі на сьогоднішній день рішеннях, що дозволяють захистити літієвий акумулятор від занадто великого розряду.

Для початку пропоную просту і надійну схему захисту Li-ion від переразряда, що складається всього з 6 елементів.

Зазначені на схемі номінали дадуть приведуть до відключення акумуляторів від навантаження при зниженні напруги до ~ 10 Вольт (я робив захист для 3х послідовно включених акумуляторів 18650, що стоять в моєму металошукачі). Ви можете задати свій власний поріг відключення шляхом підбору резистора R3.

До слова сказати, напруга повного розряду Li-ion акумулятора становить 3.0 В і ніяк не менше.

Полевик (такий як в схемі або йому подібний) можна виколупати зі старої материнської плативід компа, зазвичай їх там відразу кілька штук коштує. ТЛ-ку, до речі, теж можна взяти звідти ж.

Конденсатор С1 потрібен для початкового запуску схеми при включенні вимикача (він короткочасно підтягує затвор Т1 до мінуса, що відкриває транзистор і живить дільник напруги R3, R2). Далі, після заряду С1, потрібне для відмикання транзистора напруга підтримується мікросхемою TL431.

Увага! Зазначений на схемі транзистор IRF4905 відмінно захищатиме три послідовно включених літій-іонних акумулятора, але абсолютно не підійде для захисту однієї банки напругою 3.7 Вольта. Про те, як самому визначити підходить польовий транзистор чи ні, йдеться.

Мінус цієї схеми: в разі КЗ в навантаженні (або занадто великого споживаного струму), польовий транзистор закриється далеко не відразу. Час реакції буде залежати від ємності конденсатора С1. І цілком можливо, що за цей час що-небудь встигне як слід вигоріти. Схема, миттєво реагує на коротун в навантаженні, представлена ​​нижче:

Вимикач SA1 потрібен для "перезапуску" схеми після спрацьовування захисту. Якщо конструкція вашого приладу передбачає зняття акумулятора для його зарядки (в окремому ЗУ), то цей вимикач не потрібен.

Опір резистора R1 повинно бути таким, щоб стабілізатор TL431 виходив на робочий режим при мінімальному напрузі акумулятора - його підбирають таким чином, щоб струм анод-катод був не менший 0.4 мА. Це породжує ще один недолік даної схеми - після спрацьовування захисту схема продовжує споживати енергію від батареї. Струм хоч і невеликий, але його цілком достатньо, щоб повністю висмоктати невеликий акумулятор за якісь пару-трійку місяців.

Наведена нижче схема саморобного контролю розряду літієвих акумуляторів позбавлена ​​зазначеного недоліку. При спрацьовуванні захисту споживаний пристроєм струм настільки малий, що мій тестер його навіть не виявляє.

Нижче представлений більш сучасний варіант обмежувача розряду літієвий акумулятор із застосуванням стабілізатора TL431. Це, по-перше, дозволяє легко і просто виставити потрібний поріг спрацьовування, а по-друге, схема має високу температурну стабільність і чіткість відключення. Хлоп і все!

Дістати ТЛ-ку сьогодні взагалі не проблема, вони продаються по 5 копійок за пучок. Резистор R1 встановлювати не потрібно (в деяких випадках він навіть шкідливий). Подстроечнік R6, що задає напругу спрацьовування, можна замінити ланцюжком з постійних резисторів, з підібраними опорами.

Для виходу з режиму блокування, потрібно зарядити акумулятор вище порога спрацьовування захисту, після чого натиснути кнопку S1 "Скидання".

Незручність усіх вищенаведених схем полягає в тому, що для відновлення роботи схем після відходу в захист, потрібне втручання оператора (включити-вимкнути SA1 або натиснути кнопочку). Це плата за простоту і низьке споживання енергії в режимі блокування.

Найпростіша схема захисту li-ion від переразряда, позбавлена ​​всіх недоліків (ну майже всіх) показана нижче:

Принцип дії цієї схемки дуже схожий на перші дві (на самому початку статті), але тут немає мікросхеми TL431, а тому власний струм споживання можна зменшити до дуже невеликих значень - близько десяти мікроампер. Вимикач або кнопка скидання також не потрібні, схема автоматично підключить акумулятор до навантаження як тільки напруга на ньому перевищить задане граничне значення.

Конденсатор С1 пригнічує помилкові спрацьовування при роботі на імпульсну навантаження. Діоди підійдуть будь-які малопотужні, саме їх характеристики і кількість визначають напругу спрацьовування схеми (доведеться підібрати за місцем).

Польовий транзистор можна використовувати будь-який відповідний n-канальний. Головне, щоб він не напружуючись витримував струм навантаження і вмів відкриватися при низькій напрузі затвор-витік. Наприклад, P60N03LDG, IRLML6401 або аналогічні (див.).

Вищенаведена схема всім хороша, але є один неприємний момент - плавне закриття польового транзистора. Це відбувається через пологами початкового ділянки вольт-амперної характеристики діодів.

Усунути цей недолік можна за допомогою сучасної елементної бази, а саме - за допомогою Мікропотужні детекторів напруги (моніторів харчування з екстремально низьким енергоспоживанням). Чергова схема захисту літію від глибокого розряду представлена ​​нижче:

Мікросхеми MCP100 випускається як в DIP-корпусі, так і в планарном виконанні. Для наших потреб підійде 3-вольта варіант - MCP100T-300i / TT. Типовий струм в режимі блокування - 45 мкА. Вартість дрібним оптом близько 16 руб / шт.

Ще краще замість MCP100 застосувати монітор BD4730, тому що у нього вихід прямий і, отже, потрібно буде виключити зі схеми транзистор Q1 (вихід мікросхеми з'єднати безпосередньо з затвором Q2 і резистором R2, при цьому R2 збільшити до 47 кОм).

У схемі застосовується мікроомний p-канальний MOSFET IRF7210, без проблем коммутирующий струми в 10-12 А. Полевик повністю відкривається вже при напрузі на затворі близько 1.5 В, у відкритому стані має зовсім незначну опір (менше 0.01 Ом)! Коротше, дуже крутий транзистор. А, головне, не дуже дорогий.

По-моєму, остання схема найбільш близька до ідеалу. Якби у мене був необмежений доступ до радіодеталей, я б вибрав саме її.

Невелика зміна схеми дозволяє застосувати і N-канальний транзистор (тоді він включається в мінусову ланцюг навантаження):

Монітори (супервізори, детектори) харчування BD47xx - це ціла лінійка мікросхем з напругою спрацьовування від 1.9 до 4.6 В з кроком 100 мВ, так що можна завжди підібрати під ваші цілі.

невеликий відступ

Будь-яку з вищенаведених схем можна підключити до батареї з декількох акумуляторів (після деякої підстроювання, звичайно). Однак, якщо банки будуть мати відмінну місткість, то найслабший з акумуляторів буде постійно йти в глибокий розряд задовго до того, як схема буде спрацьовувати. Тому в таких випадках завжди рекомендується використовувати батареї не тільки однаковою ємності, але і бажано з однієї партії.

І хоча в моєму металодетектори такий захист працює без нарікань вже років зо два, все ж набагато правильніше було б стежити за напругою на кожному акумуляторі персонально.

Завжди використовуйте свій персональний контролер розряду Li-ion акумулятора на кожну банку. Тоді будь-яка ваша батарея буде служити довго і щасливо.

Про те, як підібрати підходящий польовий транзистор

У всіх вищенаведених схемах захисту літій-іонних акумуляторів від глибокого розряду застосовуються MOSFETи, що працюють в ключовому режимі. Такі ж транзистори зазвичай використовуються і в схемах захисту від перезаряду, захисту від КЗ і в інших випадках, коли потрібно керувати навантаженням.

Зрозуміло, для того, щоб схема працювала як треба, польовий транзистор повинен відповідати певним вимогам. Спочатку ми визначимося з цими вимогами, а потім візьмемо парочку транзисторів і по їх даташіта (по технічним характеристикам) Визначимо, підходять вони нам чи ні.

Увага! Ми не будемо розглядати динамічні характеристики польових транзисторів, такі як швидкість перемикання, ємність затвора і максимальний імпульсний струм стоку. Зазначені параметри стають критично важливими при роботі транзистора на високих частотах(Інвертори, генератори, шим-модулятори і т.п.), проте обговорення цієї теми виходить за рамки даної статті.

Отже, ми повинні відразу ж визначитися зі схемою, яку хочемо зібрати. Звідси перша вимога до польового транзистора - він повинен бути відповідного типу(Або N- або P-канальний). Це перше.

Припустимо, що максимальний струм (струм навантаження або струм заряду - не важливо) не перевищуватиме 3А. Звідси випливає друга вимога - польовика повинен тривалий час витримувати такий струм.

Третє. Припустимо наша схема буде забезпечувати захист акумулятора 18650 від глибокого розряду (однієї банки). Отже ми можемо відразу ж визначитися з робочими напругами: від 3.0 до 4.3 Вольта. значить, максимальне допустиме напруження втік-витік U dsмає бути більше, ніж 4.3 Вольта.

Однак останнє твердження вірне лише в разі використання тільки однієї банки літієвий акумулятор (або декількох включених паралельно). Якщо ж для харчування вашої навантаження буде задіяна батарея з декількох послідовно включених акумуляторів, то максимальна напруга стік-витік транзистора повинна перевищувати сумарну напругу всієї батареї.

Ось малюнок, що пояснює цей момент:

Як видно зі схеми, для батареї з 3х послідовно включених акумуляторів 18650 в схемах захисту кожної банки необхідно застосовувати польовики з напругою стік-витік U ds> 12.6В (на практиці потрібно брати з деяким запасом, наприклад, в 10%).

У той же час, це означає, що польовий транзистор повинен вміти повністю (або хоча б досить сильно) відкриватися вже при напрузі затвор-витік U gs менше 3 Вольт. Насправді, краще орієнтуватися на більш низьку напругу, наприклад, на 2.5 Вольта, щоб з запасом.

Для грубої (первісної) прикидки можна глянути в даташіте на показник "Напруга відсічення" ( Gate Threshold Voltage) - це напруга, при якому транзистор знаходиться на порозі відкриття. Ця напруга, як правило, вимірюється в момент, коли струм стоку досягає 250 мкА.

Зрозуміло, що експлуатувати транзистор в цьому режимі не можна, тому що його вихідний опір ще занадто велике, і він просто згорить через перевищення потужності. Тому напруга відсічення транзистора має бути менше робочої напруги схеми захисту. І чим воно буде менше, тим краще.

На практиці для захисту однієї банки літій-іонного акумулятора слід підбирати польовий транзистор з напругою відсічення не більше 1.5 - 2 Вольт.

Таким чином, головні вимоги до польових транзисторів наступні:

• тип транзистора (p- або n-channel);
• максимально допустимий струм стоку;
• максимально допустима напруга стік-витік U ds (згадуємо, як будуть включені наші акумулятори - послідовно або паралельно);
• низький вихідний опір при певному напруга затвор-витік U gs (для захисту однієї банки Li-ion слід орієнтуватися на 2.5 Вольта);
• максимально допустима потужність розсіювання.

Тепер давайте на конкретних прикладах. Ось, наприклад, в нашому розпорядженні є транзистори IRF4905, IRL2505 і IRLMS2002. Погляньмо на них ближче.

Приклад 1 - IRF4905

Відкриваємо даташит і бачимо, що це транзистор з каналом p-типу (p-channel). Якщо нас це влаштовує, дивимося далі.

Максимальний струм стоку - 74А. З надлишком, звичайно, але підходить.

Напруга сток-витік - 55V. У нас за умовою завдання всього одна банка літію, так що напруга навіть більше, ніж потрібно.

Далі нас цікавить питання, яким буде опір стік-витік, при відкриває напрузі на затворі 2.5V. Дивимося в даташит і так сходу не бачимо цієї інформації. Зате ми бачимо, що напруга відсічення U gs (th) лежить в діапазоні 2 ... 4 Вольта. Нас це категорично не влаштовує.

Остання вимога не виконується, тому транзистор забраковивается.

Приклад 2 - IRL2505

Ось його даташит. Дивимося і відразу ж бачимо, що це дуже потужний N-канальний польовика. Струм стоку - 104А, напруга стік-витік - 55В. Поки все влаштовує.

Перевіряємо напруга V gs (th) - максимум 2.0 В. Відмінно!

Але давайте подивимося, яким опором буде володіти транзистор при напрузі затвор-витік = 2.5 вольта. Дивимося графік:

Виходить, що при напрузі на затворі 2.5В і струмі через транзистор в 3А, на ньому буде падати напруга в 3В. Відповідно до закону Ома, його опір в цей момент буде становити 3В / 3А = 1 Ом.

Таким чином, при напрузі на банці акумулятора близько 3 Вольт, він просто не зможе віддати в навантаження 3А, так як для цього загальний опір навантаження разом з опором стік-витік транзистора має становити 1 Ом. А у нас тільки один транзистор вже має опір 1 Ом.

До того ж при такому внутрішньому опорі і заданому струмі, на транзисторі буде виділятися потужність (3 А) 2 * 3 Ом = 9 Вт. Тому потрібно установка радіатора (корпус ТО-220 без радіатора зможе розсіювати десь 0.5 ... 1 Вт).

Додатковим тривожним дзвіночком повинен стати той факт, що мінімальна напруга затвора для якого виробник вказав вихідний опір транзистора одно 4В.

Це як би натякає на те, що експлуатація польовика при напрузі U gs менш 4В не передбачалася.

Враховуючи все вищесказане, транзистор забраковивается.

Приклад 3 - IRLMS2002

Отже, дістаємо з коробочки нашого третього кандидата. І відразу дивимося його ТТХ.

Канал N-типу, припустимо з цим все в порядку.

Струм стоку максимальний - 6.5 А. Підходить.

Максимально допустима напруга стік-витік V dss = 20V. Відмінно.

Напруга відсічення - макс. 1.2 Вольта. Поки що нормально.

Щоб дізнатися вихідний опір цього транзистора нам навіть не доведеться дивитися графіки (як ми це робили в попередньому випадку) - шуканий опір відразу приведено в таблиці якраз для нашого напруги на затворі.

Плата призначена для захисту від короткого замикання, перезаряду і переразряда літієвої батареї. Використовувати передбачається при максимальному струмі 3 А, тому був узятий варіант на 4 А, є ще майже такі ж, але на 2 А (суфікс B замість A), трохи дешевше.

У назві явно позначений типорозмір акумулятора, але плата точно так само підійде для більшості літієвих акумуляторів з діаметром 18 мм, наприклад 18350, 18490, 18500. А якщо не використовувати можливість установки на батарею, то підійде для будь-якого типорозміру, головне, щоб граничні параметри підходили .

тестування

Параметри від продавця:

• Максимальна напруга батареї: 4,275 В
• Мінімальна напруга батареї: 2,5 В
• Вихідний струм: 4 А

У продавця ніякої іншої інформації немає, так що я вирішив сам протестувати можливості плати. Тестував за допомогою двох варіантів джерела - і акумулятор. Перший потрібен був для перевірки спрацювання захисту по напрузі, другий - по току.

Дійсно, при досягненні 2,5 В або трохи нижче плата відрубує вхід, на виході виходить нуль, банку далі не розряджається. Щоб схема знову почала пропускати струм, вхідна напруга має бути підняте вже до 3 В. Такий гистерезис виключає зайві перемикання при зміні стану.

Захист від перезарядження перевірити повністю не зміг, але вона здається робочої. Якщо заряджати простим джерелом напруги через резистор. Для перевірки заряду ближче до його кінця плата відключає вихід і, якщо напруга на банці ще мало, включає зарядку далі. Частота перевірки - приблизно раз в секунду. Протестував зарядку через кілька своїх зарядних пристроїв, всюди поведінку іншого, зарядні пристрої самі контролюють весь процес, і плата їм не заважає.

При перевищенні максимального струму (заявлено 4 А) плата відключається, на виході нульовий струм. Щоб плата знову запрацювала необхідно зняти навантаження. Замкнув акумулятор із захистом на резистор в 1 Ом, струм на виході пішов трохи більше 2,5 А, напруга, відповідно, таке ж. Це єдиний сумнівний момент в даній платі. Виходить, що як тільки я трохи підвищу навантаження (знижений опір), напруга ще просяде, і плата вирубиться по напрузі. Акумулятор нормальний, здатний віддавати до 2,8 А точно. Можливо, вплинули дроти і мультиметр. Далі замикаю вихід плати, і вона відразу вирубується. Щоб скинути захист, потрібно відключити навантаження.

Підготовка до складання

Схема підключення елементарна, контакти на платі підписані, але фіксація плати на батареї - завдання непросте, в основному через необхідність застосування спеціальних матеріалів. Обов'язково знадобиться, що-небудь для прокладки між платою і батареєю, а також плоский провідник, який простягнеться від плюса до мінуса батареї.

Так як тепер на плюсі ​​батареї буде пайка, необхідно додати на плюс щось більш опукле, щоб навантаження не доводилося на місце цієї пайки, подібне я вже робив.

Електричні з'єднання, повторюся, досить прості. Зад плати повністю представляє собою контактну площадку, він же висновок «P-«, його паяти не потрібно. Висновок «P +», як і висновок «B +», потрібно з'єднати з плюсом батареї. Вони вже з'єднані на платі, так що провід-стрічку можна буде тягнути від будь-якого з них. Ще один провід повинен з'єднувати «B-» з мінусом батареї, він повинен бути коротким і повністю поміщатися в зазор між платою і батареєю.

Як довгого провідника від плати до плюса батареї найкраще використовувати металеву стрічку. Такі стрічки можна навіть купити на Ebay, але мені потрібна всього пара смужок, є сенс пошукати в межах видимості. Знайшов таку мідну смугу, товщина ~ 0,1 мм, ідеально. Необхідність використовувати плоский провідник пояснюється бажанням зберегти габаритні розміриакумулятора, часто в пристроях-споживачах не буває зайвого зазору.

Плату треба якось зафіксувати на мінусовій майданчику батареї. Тут потрібен компаунд, герметик, а може вистачить і двостороннього скотча. Все залежить від того, чи плануєте ви в майбутньому обслуговувати дану схему. Додатковим кріпленням стане термоусаживаемая трубка, тому абсолютна фіксація здається необов'язковою.

Збірка і підсумки

Вирішив спочатку спробувати на вбитого акумуляторі. Так я без ризику перевірю всі дії на помилки.

Подивимося, наскільки зміниться довжина банки.

Поки помітно подовження всього на пару міліметрів, але потрібно враховувати, що буде ще пайка на мінусовому контакті (можна заощадити при пайку по краю, але відразу не здогадався, але для того і тест на пробники), а також прокладка між платою і батареєю, бити чіпи про залізо не хочеться. Її теж можна зробити досить тонкої, але міцної, так як великої напруги тут немає, але фізична сила буде додаватися часто. Поки вирішив поставити шматок старої термоусадки, досить товстою. Тобто зробив все максимально товсто.

Беремо стрічку, відрізаємо пару шматків. Довгий шматок піде уздовж всієї батареї, короткий потрібен тільки для замикання майданчика на платі з мінусом банки, можна використовувати навіть шматок дроту. Відразу все лудимо і припаюємо одним кінцем до плати.




Далі потрібно короткий кінець припаяти до банку. Паяти треба з мінімальною кількістю припою, все зайве буде подовжувати готову збірку. У прокладки зрізав трохи один з боків, щоб було місце для стрічки. Потрібно з'єднувати все так, щоб вигини стрічки не виходили за межі батареї.


Тепер припаюємо залишилася стрічку до плюса банки. Тут дуже важливо стежити за тим, щоб ця смужка не торкалася корпусу банки. Додайте під стрічку який-небудь ізолятор. Так як це проба на мертвої батареї, я полінувався робити цю ізоляцію (дарма, адже це також тест матеріалів). Ця ізоляція - основа безпеки роботи з батареєю, так як при замиканні на корпус станеться коротке замикання батареї в обхід захисту.

Далі залишається натягнути трубку і посадити її так, щоб вона з обох кінців трохи загорнулася за край. І ось тут проявилася головна проблема - трубка виявилася занадто крихкою. Додатково невдало вийшло так, що згин трубки припав на один з країв стрічки, і це відразу призвело до розриву. Краї плати виявилися занадто гострими, і вони також порвали трубку.




З боку плюса все відмінно. Ця трубка боїться перегріву, можливо це також вплинуло на результат.

На жаль, кількість термоусадки у мене обмежена (з останнім замовленням прийшов шлюб). Тому другу спробу я вирішив відкласти. Спочатку не планував використовувати дані плати за прямим призначенням, такий форм-фактор - випадковість. Але дещо в ході перевірки вдалося з'ясувати на той випадок, якщо я захочу повторити спробу:

1. Головне - краще взяти готову банку із захистом, вона буде точно така ж по конструкції. Навряд чи самому вийде зробити краще і дешевше.
2. Термоусадку не перегрівати. Згини тримати подалі від металевої стрічки.
3. У проводу-стрічки прибрати задирки. Максимально розгладити по поверхні банки. Стрічка повинна бути добре ізольована від корпусу і зовнішнього середовища.
4. Паяти контакт до мінусової контакту біля краю, щоб пайка не впирається в центральну частину плати з чіпами.
5. Термоусадка досить сильно тримає плату, турбуватися за кріплення плати до батареї не варто. Але якщо є відповідний компаунд, слід їм скористатися.
6. Бажано затупити краю плати, наприклад пустивши по периметру шар ізоляційної стрічки або тієї ж термоусадки.
7. Як не старайся, а 3-5 мм до батареї все одно додасться.

Плати можна використовувати як захист для саморобок або готових пристроїв. Також можна вбудувати таку плату не в батарею, а в утримувач батареї. Такі готові конструкції є на ринку.

Навряд чи буду ще пробувати робити захищений акумулятор самостійно, занадто кострубато у мене виходить. Залишуся з початковою ідеєю використання в складі пристроїв-споживачів, а не батареї.

Так і не зрозумів, що за третій чіп встановлений на плату, маркування 10DB або 100B, другий рядок G62S. Якщо хто знає, натякніть в коментарях. Решта два чіпи - збірки польових транзисторів, по два на кожну.

Головний підсумок тут для мене такий. Захищені акумулятори-банки мають істотний конструктивний недолік у вигляді провідної стрічки уздовж всього корпусу. Її пошкодження або, що ймовірніше через її гострих країв, пошкодження ізоляції під / над нею може призвести до контакту стрічки з корпусом, тобто короткого замиканняакумулятора в обхід захисту. Відповідно, навряд чи використання захищених циліндричних акумуляторів, особливо саморобних, більш безпечно для всіх застосувань.

Техніка безпеки

Але якщо такого обладнання немає, можна обійтися і паяльником. Щоб зменшити час нагрівання при лудінні, використовуйте активний флюс, обов'язково потім очистіть від нього батарею. Малопотужним паяльником з тонким жалом буде дуже складно лудити батарею, використовуйте відповідний інструмент. Розраховуйте на 1-2 секунди безперервного контакту паяльника з батареєю. Якщо не виходить так швидко, дайте батареї охолонути і скоректуйте набір інструментів і / або техніку.

Я паял все паяльником, не звертаючи увагу на невеликий перегрів, так як тестова батарея все одно убита.

Доповнення від 3 липня 2017 р

Часто бачу поради, що потрібно обов'язково кріпити контактним зварюванням, ніби як при паянні йде перегрів. Контактна зварювання теж гріє місце контакту, причому до більшої температури (температура плавлення міді близько 1350 ° C на відміну від максимум 300 ° C припою). Але при контактному зварюванні гріється менший обсяг металу. Не впевнений, який спосіб тут більш безпечний, але впевнений що обидва цілком можна застосувати.

Цей міф уже побороли, але тепер уже також часто в радах по пайку бачу поради щодо вибору дуже потужних паяльників. Теж дурниця. Час пайки тут стрімко, і єдине значення має те, скільки енергії накопичує жало, і як швидко воно його може віддати. Досить просто товстого жала з плоскою заточкою, навіть 25-ватний паяльник з 5-мм жалом цілком впорається з завданням.

Насправді набагато більшою проблемою є механічна міцність паяного з'єднання. Якщо не використовувати спеціальних хитрувань (описував), то стрічку від банки можна дуже легко відірвати.

«Інтернет-Магазин Opt-in-China» - працює 24 години на добу, і що пропонує величезний вибір різноманітних продуктів, включаючи електроніку, одяг, товари для будинку, косметику та ін. Центри збірки і відправки замовлень знаходяться в Гонконзі та Китаї (Шанхаї, Шенжені).

Чому ви повинні вибрати нас:

• орієнтуємося тільки на найпопулярніші продукти;
• маємо зв'язку з декількома фабриками безпосередньо;
• налагоджена система контролю якості;
• постійний контакт для стеження за наявністю на складі;
• всі склади практично поруч з компаніями доставки товару.

Китайські товари оптом?

Значить Ви потрапили туди, куди потрібно. Наш Інтернет-магазин, представляє китайські товари і електроніку оптом, такі як мобільні телефони, Планшетні комп'ютери, комп'ютерну електроніку, годинник, одяг, і інші в роздріб за оптовими цінами. Тепер немає необхідності шукати в Інтернеті планшет який теж можна у купити нас.

Шукали Іінтернет-магазин одягу з Китаю? Ми можемо Вам в цьому допомогти. У нас великий каталог китайського одягу. Opt-in-China.com готовий зробити поставку як оптової так і роздрібної партії для Вашого бізнесу одностранічнік, або Інтернет-магазину

сайт - китайський Інтернет-магазин, який пропонує тільки якісні та недорогі товари з Китаю. Ми працюємо 24 години на добу. Дешеві товари можна замовити натиснувши кнопку «Купити» навпроти потрібного товару і оформити доставку. Електроніка оптом доставляється до Вас поштою.

Ви хочете купити взуття, одяг, іграшки, телефони, електроніку, годинник, планшети, запчастини? У нас продажу Ви можете знайти все це за доступними цінами.

• літієві акумуляторикраще нікелевих за багатьма параметрами: вище токоотдачи і нижче просадка напруги під навантаженням - шуруповерт крутить однаково добре як на повній зарядці, так і вже розряджений. Літієві акумулятори не мають ефекту пам'яті - їх можна дозаряджати без шкоди ємності (на відміну від нікелевих). Саморозряд літієвих акумуляторів в рази менше нікелевих, шуруповерт спокійно пролежить півроку і втратить лише пару десятків відсотків зарядки, тоді як нікелевий розрядиться в Нулина.

• напругазбірки залежить від кількості "банок" літію. У повністю зарядженому стані одна банка має напругу 4.2 Вольта, тоді як робоча напруга знаходиться в районі 3.7 Вольта (на цій ділянці графік розряду практично горизонтальний)

• кількість банокдля батареї вибирається в такий спосіб: подивіться на ваш старий нікелевий акумулятор. Яка напруга на ньому вказано? Підберіть кількість банок літію таким чином, щоб їх сумарна напруга була близькою до нікелевої збірці, або трохи вище цього значення. Напруга банки літію в розрахунку приймаємо 3.7 Вольт: 2 банки - 7.4 В, 3 банки - 11.1 В, 4 банки - 14.8 В, 5 банок - 18.5 В. Також можна вважати по максимальному - подивіться на вихідну напругу зарядника для нікелевої батареї, це буде напруга повністю зарядженого саморезоверта. Вважаємо банки літію як 4.2 Вольта на банку: 2 банки - 8.4 В, 3 банки - 12.6 В, 4 банки - 16.8 В, 5 банок - 21 В. Не бійтеся збирати акумулятор на Вольт-два більше старого: крутити буде трохи спритніше, мотор від цього не згорить. Якщо, звичайно, не затиснути його в лещатах і не дати повний газ.

• Плата захисту (BMS)виконує відразу кілька функцій: захищає акумулятор від перерозрядження (літій цього не любить) і захищає від короткого замикання, рятуючи вас від вибуху банок. В обох випадках BMS просто відключає збірку від навантаження до усунення причин спрацювання. Деякі моделі BMS не йдуть з захисту до тих пір, поки ви не подасте зарядна напруга на плату. Моделі BMS з балансуванням банок додатково виконують дуже важливу задачу: балансують напруга банок в батареї під час зарядки, заряджаючи їх до однакового напруги, що забезпечує максимально ефективне і безпечне використання батареї.

• заряджати батареюз літієвих акумуляторів необхідно спеціальним зарядником, що видає потрібне напруження і обмежує струм, такі зарядникі мають в назві "CC CV", що означає constant current constant voltage - закон зарядки літієвих акумуляторів. УВАГА! плата BMS не єзарядним пристроєм! Заряджати літієвий збірку необхідно окремим спеціальним зарядним пристроєм, напруга якого дорівнює максимальному напрузі збірки: 2 банки - 8.4 В, 3 банки - 12.6 В, 4 банки - 16.8 В, 5 банок - 21 В. Посилання на китайські зарядні БП я залишу нижче. Ці зарядникі самі відключають батарею по закінченню зарядки. Дуже зручно ставити на батарею гніздо стандарту 5.5х2.1 мм, тому що такий штекер стоїть на всіх зарядних БП.

• індикаторзаряду батареї трохи, але розряджає акумулятор (світлодіоди жи) тому просто підключити його до збірки не можна, робити це потрібно через кнопку або вимикач. Також можна підключити його безпосередньо до мотору шурупопвёрта, але бажано через діод. Таким чином, затиснувши "повний вперед" ви побачите заряд батареї на індикаторі!

• Що купитидля збірки батареї літієвих акумуляторів для шуруповерта?
  Високотоковие акумулятори, як порахувати кількість банок я писав вище. Посилання на різні акумулятори ви знайдете нижче, тут порекомендую потужні і ємні акумулятори SONY VTC6. З привареними смужками для зручної збірки. І звичайні банки під самостійну зварювання / пайку. Трохи дешевше і не такі потужні HG2, посилання один, посилання два. У нас такі акумулятори можна купити в вейп-шопах.
  Плата захисту (BMS) відповідно до кількості обраних банок. Посилання на потужні BMS з балансуванням зі схемами підключення є. Продублюють тут: 3 банки, 3 банки, 4 банки, 4 банки, 5 банок, 5 банок. Для особливо потужних шуруповертів використовуйте потужні BMS. У продавця вони на різну кількість банок
  Зрадник на відповідну кількість банок, посилання є нижче, продублюють тут: 3 банки 1 ампер, 3 банки 2 ампера, 4 банки, 5 банок
  Гніздо 5.5х2.1мм для зручної зарядки, посилання 1, посилання 2
  Індикатор заряду на відповідну кількість банок: посилання 1, посилання 2.

• Техніка безпекипри роботі з літієвими акумуляторами грає вкрай важливу роль! Літієві акумулятори - потужна і дуже небезпечна штука, при неправильно використанні літієвий акумулятор може бахнути / спалахнути. Це може статися за трьома основними причин: занадто висока навантаження, перегрів і вихід за межі по напрузі. Окремі випадки:
  • перегрів- не залишайте акумулятори на сонці!
  • Коротке замикання- якщо паяете банки - робіть це максимально акуратно!
  • перезарядка- використовуйте тільки ЗУ для літію!
  • перерозрядження- не насильство акумулятор!
  • Експлуатація гарячого акумулятора
  • Механічне пошкодження банки
• Що робити, Якщо акумулятор все-таки бахнув? Поради від пожежника Андрія Делона:
  • Літій ми загасити "прям зовсім підручними засобами", він поки не прогорить буде створювати незручності і про себе голосно кричати.
  • Якщо загорівся, найідеальніший це кинути в каструлю і т.п. Щоб сильно не димів, засипати ніж бо (сіллю, піском, землею, содою).
    Ні в якому разі не можна гасити водою і пінними вогнегасниками.
  • Для гасіння літію є спец кошти, порошкові суміші ПС-11, ПС-12 і ПС-13 (звичайні вогнегасники не працюють!)
  • Деякі порошкові вогнегасники і зовсім можуть дати зворотний ефект, наприклад з сумішшю ПС-2.

Плата призначена для захисту від короткого замикання, перезаряду і переразряда літієвої батареї. Використовувати передбачається при максимальному струмі 3 А, тому був узятий варіант на 4 А, є ще майже такі ж, але на 2 А (суфікс B замість A), трохи дешевше.

Плата відмінна, але мені не вистачило досвіду, щоб встановити її нормально. Там внизу дофіга тексту, можна просто фотки погортати.

У назві явно позначений типорозмір акумулятора, але плата точно так само підійде для більшості літієвих акумуляторів з діаметром 18 мм, наприклад 18350, 18490, 18500. А якщо не використовувати можливість установки на батарею, то підійде для будь-якого типорозміру, головне, щоб граничні параметри підходили .

тестування

Параметри від продавця:

• Максимальна напруга батареї: 4,275 В
• Мінімальна напруга батареї: 2,5 В
• Вихідний струм: 4 А

У продавця ніякої іншої інформації немає, так що я вирішив сам протестувати можливості плати. Тестував за допомогою двох варіантів джерела - і акумулятор. Перший потрібен був для перевірки спрацювання захисту по напрузі, другий - по току.

Дійсно, при досягненні 2,5 В або трохи нижче плата відрубує вхід, на виході виходить нуль, банку далі не розряджається. Щоб схема знову почала пропускати струм, вхідна напруга має бути підняте вже до 3 В. Такий гистерезис виключає зайві перемикання при зміні стану.

Захист від перезарядження перевірити повністю не зміг, але вона здається робочої. Якщо заряджати простим джерелом напруги через резистор. Для перевірки заряду ближче до його кінця плата відключає вихід і, якщо напруга на банці ще мало, включає зарядку далі. Частота перевірки - приблизно раз в секунду. Протестував зарядку через кілька своїх зарядних пристроїв, всюди поведінку іншого, зарядні пристрої самі контролюють весь процес, і плата їм не заважає.

При перевищенні максимального струму (заявлено 4 А) плата відключається, на виході нульовий струм. Щоб плата знову запрацювала необхідно зняти навантаження. Замкнув акумулятор із захистом на резистор в 1 Ом, струм на виході пішов трохи більше 2,5 А, напруга, відповідно, таке ж. Це єдиний сумнівний момент в даній платі. Виходить, що як тільки я трохи підвищу навантаження (знижений опір), напруга ще просяде, і плата вирубиться по напрузі. Акумулятор нормальний, здатний віддавати до 2,8 А точно. Можливо, вплинули дроти і мультиметр. Далі замикаю вихід плати, і вона відразу вирубується. Щоб скинути захист, потрібно відключити навантаження.

Підготовка до складання

Схема підключення елементарна, контакти на платі підписані, але фіксація плати на батареї - завдання непросте, в основному через необхідність застосування спеціальних матеріалів. Обов'язково знадобиться, що-небудь для прокладки між платою і батареєю, а також плоский провідник, який простягнеться від плюса до мінуса батареї.

Так як тепер на плюсі ​​батареї буде пайка, необхідно додати на плюс щось більш опукле, щоб навантаження не доводилося на місце цієї пайки,.

Електричні з'єднання, повторюся, досить прості. Зад плати повністю представляє собою контактну площадку, він же висновок «P-», його паяти не потрібно. Висновок «P +», як і висновок «B +», потрібно з'єднати з плюсом батареї. Вони вже з'єднані на платі, так що провід-стрічку можна буде тягнути від будь-якого з них. Ще один провід повинен з'єднувати «B-» з мінусом батареї, він повинен бути коротким і повністю поміщатися в зазор між платою і батареєю.

Як довгого провідника від плати до плюса батареї найкраще використовувати металеву стрічку. Такі стрічки можна навіть купити на Ebay, але мені потрібна всього пара смужок, є сенс пошукати в межах видимості. Знайшов таку мідну смугу, товщина ~ 0,1 мм, ідеально. Необхідність використовувати плоский провідник пояснюється бажанням зберегти габаритні розміри акумулятора, часто в пристроях-споживачах не буває зайвого зазору.

Плату треба якось зафіксувати на мінусовій майданчику батареї. Тут потрібен компаунд, герметик, а може вистачить і двостороннього скотча. Все залежить від того, чи плануєте ви в майбутньому обслуговувати дану схему. Додатковим кріпленням стане термоусаживаемая трубка, тому абсолютна фіксація здається необов'язковою.

Збірка і підсумки

Вирішив спочатку спробувати на вбитого акумуляторі. Так я без ризику перевірю всі дії на помилки.

Подивимося, наскільки зміниться довжина банки.

Поки помітно подовження всього на пару міліметрів, але потрібно враховувати, що буде ще пайка на мінусовому контакті (можна заощадити при пайку по краю, але відразу не здогадався, але для того і тест на пробники), а також прокладка між платою і батареєю, бити чіпи про залізо не хочеться. Її теж можна зробити досить тонкої, але міцної, так як великої напруги тут немає, але фізична сила буде додаватися часто. Поки вирішив поставити шматок старої термоусадки, досить товстою. Тобто зробив все максимально товсто.

Беремо стрічку, відрізаємо пару шматків. Довгий шматок піде уздовж всієї батареї, короткий потрібен тільки для замикання майданчика на платі з мінусом банки, можна використовувати навіть шматок дроту. Відразу все лудимо і припаюємо одним кінцем до плати.

Далі потрібно короткий кінець припаяти до банку. Паяти треба з мінімальною кількістю припою, все зайве буде подовжувати готову збірку. У прокладки зрізав трохи один з боків, щоб було місце для стрічки. Потрібно з'єднувати все так, щоб вигини стрічки не виходили за межі батареї.

Тепер припаюємо залишилася стрічку до плюса банки. Тут дуже важливо стежити за тим, щоб ця смужка не торкалася корпусу банки. Додайте під стрічку який-небудь ізолятор. Так як це проба на мертвої батареї, я полінувався робити цю ізоляцію (дарма, адже це також тест матеріалів). Ця ізоляція - основа безпеки роботи з батареєю, так як при замиканні на корпус станеться коротке замикання батареї в обхід захисту.

Далі залишається натягнути трубку і посадити її так, щоб вона з обох кінців трохи загорнулася за край. І ось тут проявилася головна проблема - трубка виявилася занадто крихкою. Додатково невдало вийшло так, що згин трубки припав на один з країв стрічки, і це відразу призвело до розриву. Краї плати виявилися занадто гострими, і вони також порвали трубку.

З боку плюса все відмінно. Ця трубка боїться перегріву, можливо це також вплинуло на результат.

На жаль, кількість термоусадки у мене обмежена (з останнім замовленням прийшов шлюб). Тому другу спробу я вирішив відкласти. Спочатку не планував використовувати дані плати за прямим призначенням, такий форм-фактор - випадковість. Але дещо в ході перевірки вдалося з'ясувати на той випадок, якщо я захочу повторити спробу:

• Головне - краще взяти готову банку із захистом, вона буде точно така ж по конструкції. Навряд чи самому вийде зробити краще і дешевше.
• Термоусадку не перегрівати. Згини тримати подалі від металевої стрічки.
• У проводу-стрічки прибрати задирки. Максимально розгладити по поверхні банки. Стрічка повинна бути добре ізольована від корпусу і зовнішнього середовища.
• Паяти контакт до мінусової контакту біля краю, щоб пайка не впирається в центральну частину плати з чіпами.
• Термоусадка досить сильно тримає плату, турбуватися за кріплення плати до батареї не варто. Але якщо є відповідний компаунд, слід їм скористатися.
• Бажано затупити краю плати, наприклад пустивши по периметру шар ізоляційної стрічки або тієї ж термоусадки.
• Як не старайся, а 3-5 мм до батареї все одно додасться.

Плати можна використовувати як захист для саморобок або готових пристроїв. Також можна вбудувати таку плату не в батарею, а в утримувач батареї. Такі готові конструкції є на ринку.

Навряд чи буду ще пробувати робити захищений акумулятор самостійно, занадто кострубато у мене виходить. Залишуся з початковою ідеєю використання в складі пристроїв-споживачів, а не батареї.

Так і не зрозумів, що за третій чіп встановлений на плату, маркування 10DB або 100B, другий рядок G62S. Якщо хто знає, натякніть в коментарях. Решта два чіпи - збірки польових транзисторів, по два на кожну.

Головний підсумок тут для мене такий. Захищені акумулятори-банки мають істотний конструктивний недолік у вигляді провідної стрічки уздовж всього корпусу. Її пошкодження або, що ймовірніше через її гострих країв, пошкодження ізоляції під / над нею може призвести до контакту стрічки з корпусом, тобто короткого замикання акумулятора в обхід захисту. Відповідно, навряд чи використання захищених циліндричних акумуляторів, особливо саморобних, більш безпечно для всіх застосувань.

Техніка безпеки

Не рекомендується довго нагрівати акумулятор. У кращому випадку це погіршить його характеристики. Якщо є можливість, використовуйте точкову контактну зварювання для акумуляторів.

Але якщо такого обладнання немає, можна обійтися і паяльником. Щоб зменшити час нагрівання при лудінні, використовуйте активний флюс, обов'язково потім очистіть від нього батарею. Малопотужним паяльником з тонким жалом буде дуже складно лудити батарею, використовуйте відповідний інструмент. Розраховуйте на 1-2 секунди безперервного контакту паяльника з батареєю. Якщо не виходить так швидко, дайте батареї охолонути і скоректуйте набір інструментів і / або техніку.

Я паял все паяльником, не звертаючи увагу на невеликий перегрів, так як тестова батарея все одно убита.

Планую купити +51 Додати в обране огляд сподобався +37 +75