Qoruyucu nəzarətçi Li-ion / polimer batareyanın cihazı və iş prinsipi

Hər hansı bir cib telefonunun batareyasını açsanız, batareya hüceyrə terminallarına kiçik bir telin lehimləndiyini görəcəksiniz. çap dövrə lövhəsi. Bu sözdə qorunma sxemi və yaMüdafiə IC. Xüsusiyyətlərinə görəlitium batareyalardaimi monitorinq tələb edir. Qoruma sxeminin necə qurulduğunu və hansı elementlərdən ibarət olduğunu daha ətraflı nəzərdən keçirək.

Adi şarj tənzimləyicisi dövrəsi litium batareya təmsil edir kiçik bir ödəniş, SMD komponentlərinin elektron dövrəsinin quraşdırıldığı. 3.7V-də 1 hüceyrənin ("bank") nəzarətçi sxemi, bir qayda olaraq, iki mikrosxemdən ibarətdir. Bir mikrosxem idarəetmə, digəri isə icraedicidir - iki MOSFET tranzistorunun yığılması.

Fotoşəkildə 3.7V batareya doldurma nəzarətçi lövhəsi göstərilir.

Kiçik bir paketdə DW01-P işarəsi olan bir çip əslində nəzarətçinin "beyni" dir. Bu çip üçün tipik bir naqil diaqramıdır. Diaqramda G1 - bir litium-ion hüceyrəsi və ya polimer batareya. FET1, FET2 MOSFET tranzistorlarıdır.

Sokolevka, görünüş və DW01-P çipinin pin təyin edilməsi.

MOSFET tranzistorları DW01-P çipinə daxil edilmir və 2 N tipli MOSFET tranzistorunun ayrıca montaj çipi kimi hazırlanır. 8205 ilə işarələnmiş montaj adətən istifadə olunur və paket ya 6-pinli (SOT-23-6) və ya 8-pinli (TSSOP-8) ola bilər. Montaj TXY8205A, SSF8205, S8205A və s. kimi etiketlənə bilər. Siz həmçinin 8814 və bənzəri ilə işarələnmiş montajları tapa bilərsiniz.

Budur TSSOP-8 paketindəki S8205A çipinin pinout və tərkibi.

Batareya hüceyrəsinin boşaldılmasını və doldurulmasını ayrıca idarə etmək üçün iki FET istifadə olunur. Rahatlıq üçün onlar bir halda hazırlanır.

OD pininə qoşulmuş tranzistor (FET1) ( Həddindən artıq boşalma) DW01-P çipləri, batareyanın boşalmasına nəzarət edir - yükü birləşdirir / ayırır. Və OC pininə qoşulan (FET2) ( artıq yük) - enerji təchizatını (şarj cihazını) qoşur/ayrır. Beləliklə, müvafiq tranzistorun açılması və ya bağlanması ilə, məsələn, yükü (istehlakçı) söndürmək və ya batareya hüceyrəsinin doldurulmasını dayandırmaq mümkündür.

Nəzarət çipinin məntiqinə və bütövlükdə bütün qoruma dövrəsinə baxaq.

Həddindən artıq yükləmə qorunması.

Bildiyiniz kimi, litium batareyasını 4,2 - 4,3 V-dən çox doldurmaq həddindən artıq istiləşmə və hətta partlayışla doludur.

Hüceyrə gərginliyi 4.2 - 4.3V-ə çatarsa ​​( Aşırı yükləmədən qorunma gərginliyi - VOCCP), sonra idarəetmə çipi FET2 tranzistorunu bağlayır və bununla da batareyanın daha çox doldurulmasının qarşısını alır. Hüceyrə gərginliyi 4 - 4,1V-dən aşağı düşənə qədər batareya enerji mənbəyindən ayrılacaq ( Həddindən artıq doldurma buraxma gərginliyi - VOCR) öz-özünə boşalma səbəbindən. Bu, yalnız batareyaya bağlı heç bir yük olmadıqda, məsələn, mobil telefondan çıxarılır.

Batareya yükə qoşulubsa, hüceyrə gərginliyi 4.2V-dən aşağı düşəndə ​​FET2 tranzistoru yenidən açılır.

Həddindən artıq yükləmə qorunması.

Batareyanın gərginliyi 2,3 - 2,5 V-dan aşağı düşərsə ( Aşırı yükləmədən qorunma gərginliyi- VODP), sonra nəzarətçi FET1 MOSFET-i söndürür - DO pininə qoşulur.

Çox var maraqlı vəziyyət . Batareya hüceyrəsindəki gərginlik 2,9 - 3,1V-dən çox olana qədər ( Həddindən artıq boşalma buraxma gərginliyi - VODR), yük tamamilə kəsiləcək. Nəzarətçinin terminalları 0V olacaq. Qoruyucu dövrənin məntiqi ilə tanış olmayanlar bu vəziyyəti batareyanın "ölümü" kimi qəbul edə bilərlər. Burada sadəcə kiçik bir nümunə var.

MP3 pleyerdən miniatür Li-polimer batareya 3.7V. Tərkibi: idarəetmə nəzarətçisi - G2NK (seriya S-8261), sahə effektli tranzistorların yığılması - KC3J1.

Batareya 2,5V-dən aşağı boşaldılır. İdarəetmə sxemi onu yükdən ayırdı. Nəzarətçinin çıxışında 0V.

Eyni zamanda, batareya hüceyrəsindəki gərginliyi ölçsəniz, yük söndürüldükdən sonra bir az böyüdü və 2,7V səviyyəsinə çatdı.

Nəzarətçinin batareyanı "xarici dünyaya", yəni yükə yenidən qoşması üçün batareya hüceyrəsindəki gərginlik 2,9 - 3,1V olmalıdır ( VODR).

Bu, çox əsaslı sual doğurur.

Diaqram FET1, FET2 tranzistorlarının drenaj terminallarının (Drenaj) bir-birinə qoşulduğunu və heç bir yerə qoşulmadığını göstərir. Həddindən artıq yükləmə mühafizəsi işə salındıqda cərəyan belə bir dövrədən necə keçir? Nəzarətçi yenidən boşalma tranzistorunu - FET1-i işə salması üçün batareyanın "bankını" yenidən necə doldura bilərik?

Li-ion/polimer qoruyucu çipləri (o cümlədən DW01-P,G2NK), onda siz öyrənə bilərsiniz ki, dərin boşalma mühafizəsi işə salındıqdan sonra yük aşkarlama dövrəsi işləyir - Şarj cihazının aşkarlanması. Yəni qoşulduqda şarj cihazı dövrə şarj cihazının qoşulduğunu aşkar edəcək və doldurma prosesinə icazə verəcək.

Litium hüceyrəsinin dərin boşaldılmasından sonra 3.1V səviyyəsinə qədər doldurulması çox uzun müddət çəkə bilər - bir neçə saat.

Litium-ion/polimer batareyasını bərpa etmək üçün siz Turnigy Accucell 6 universal şarj cihazı kimi xüsusi alətlərdən istifadə edə bilərsiniz. Bunu necə edəcəyinizi öyrənə bilərsiniz.

Məhz bu üsulla mən Li-polimer 3.7V batareyanı MP3 pleyerdən bərpa edə bildim. 2.7V-dən 4.2V-a qədər şarj etmək 554 dəqiqə 52 saniyə çəkdi, bu da 9 saatdan çox ! Bu, "bərpa" ödənişinin nə qədər davam edə biləcəyidir.

Digər şeylər arasında, litium batareya mühafizə sxemlərinin funksionallığına həddindən artıq cərəyandan qorunma ( Həddindən artıq cərəyandan qorunma) və qısaqapanma. Həddindən artıq cərəyandan qorunma müəyyən bir miqdarda gərginliyin kəskin azalması halında işə salınır. Bundan sonra mikrosxem yük cərəyanını məhdudlaşdırır. Yükdə qısa qapanma (qısa qapanma) baş verdikdə, nəzarətçi qısaqapanma aradan qaldırılana qədər onu tamamilə söndürür.

İzolyasiya edilmiş Qapı Sahə Təsirli Transistor

Bu gün kifayət qədər sayda tranzistor növləri arasında iki sinif fərqlənir: pn- qovşaq tranzistorları (bipolyar) və izolyasiya edilmiş yarımkeçirici qapısı olan tranzistorlar (sahə). Sahə effektli tranzistorları təsvir edərkən tapıla bilən başqa bir ad - MOS (metal - oksid - yarımkeçirici) silikon oksidin (SiO 2) əsasən dielektrik material kimi istifadə edilməsi ilə əlaqədardır. Digər, olduqca ümumi adı MIS (metal - dielektrik - yarımkeçirici).

Bir neçə izahat. Siz tez-tez şərtləri eşidirsiniz MOSFET, mosfet, MOS tranzistoru. Bu termin bəzən elektronikaya yeni başlayanlar üçün yanlışdır.

MOSFET nədir?

MOSFET iki ingilis ifadəsinin abreviaturasıdır: Metal-Oxide-Semiconductor (metal - oksid - yarımkeçirici) və Field-Effect-Transistors (elektrik sahəsi ilə idarə olunan tranzistor). Beləliklə, MOSFET normal MOSFET-dən başqa bir şey deyil.

Düşünürəm ki, mosfet, MOSFET, MOS, MIS, MOS terminlərinin eyni şeyi, yəni izolyasiya edilmiş qapı sahə effektli tranzistorunu ifadə etdiyi aydın oldu.

MOSFET abbreviaturası ilə yanaşı J-FET (Junction - keçid) abbreviaturasının istifadə olunduğunu xatırlamaq lazımdır. J-FET tranzistorları da sahə effektli tranzistorlardır, lakin belə bir tranzistor istifadə edərək idarə olunur menecer p-n keçid. Bu tranzistorlar, MOSFET-lərdən fərqli olaraq, bir qədər fərqli quruluşa malikdirlər.

Sahə effektli tranzistorun iş prinsipi.

Sahə effektli tranzistorun işinin mahiyyəti elektrik sahəsindən (gərginlikdən) istifadə edərək onun içindən keçən cərəyanı idarə etmək qabiliyyətidir. Bu, kiçik bir giriş cərəyanından istifadə edərək böyük bir çıxış cərəyanının idarə edildiyi bipolyar tipli tranzistorlarla müsbət müqayisə olunur.

İzolyasiya edilmiş qapı sahəsi effektli tranzistorun sadələşdirilmiş modelinə nəzər salaq (şəklə bax). MOS tranzistorları ilə birlikdə gəldiyi üçün fərqli tip keçiricilik (n və ya p), onda rəqəm izolyasiya edilmiş qapısı və n tipli kanalı olan sahə effektli tranzistoru göstərir.

MIS tranzistorunun əsası:

silikon substrat . Substrat p tipli və ya n tipli yarımkeçirici ola bilər. Substrat p tiplidirsə, yarımkeçirici silikon kristal qəfəslərin yerlərində daha müsbət yüklü atomları ehtiva edir. Substrat n tiplidirsə, yarımkeçirici daha çox mənfi yüklü atomları və sərbəst elektronları ehtiva edir. Hər iki halda p və ya n tipli yarımkeçiricilərin əmələ gəlməsi çirkləri daxil etməklə əldə edilir.

Yarımkeçirici bölgələr n+ . Bu bölgələr sərbəst elektronlarla yüksək dərəcədə zənginləşdirilmişdir (buna görə də "+"), yarımkeçiriciyə bir çirkin daxil edilməsi ilə əldə edilir. Mənbə və drenaj elektrodları bu sahələrə birləşdirilir.

Dielektrik . Qapı elektrodunu silikon substratdan təcrid edir. Dielektrik özü silikon oksiddən (SiO 2) hazırlanır. Qapı elektrodu, nəzarət elektrodu, dielektrik səthinə birləşdirilir.

İndi bütün bunların necə işlədiyini qısaca təsvir edək.

Qapı ilə mənbə arasında müsbət gərginlik tətbiq olunarsa ( + ) qapı terminalına, sonra metal qapı terminalı ilə substrat arasında eninə elektrik sahəsi yaranır. O, öz növbəsində, silisium substratında az miqdarda səpələnmiş mənfi yüklü sərbəst elektronları dielektrikin səthə yaxın təbəqəsinə cəlb etməyə başlayır.

Nəticədə, səthə yaxın təbəqədə kifayət qədər çox sayda elektron toplanır və sözdə kanal əmələ gəlir - keçirici bölgə. Şəkildə kanal mavi rənglə göstərilib. Kanalın n tipli olması onun elektronlardan ibarət olması deməkdir. Gördüyünüz kimi, mənbə və drenaj terminalları və əslində onların elektrik cərəyanını keçirən n + bölgələri arasında bir növ "körpü" meydana gəlir.

Mənbə və drenaj arasında cərəyan axır. Beləliklə, xarici idarəetmə gərginliyinə görə sahə effektli tranzistorun keçiriciliyi idarə olunur. Nəzarət gərginliyi qapıdan çıxarılarsa, o zaman səthə yaxın təbəqədəki keçirici kanal yox olacaq və tranzistor bağlanacaq - cərəyanı dayandıracaq. Qeyd etmək lazımdır ki, sadələşdirilmiş modelin şəkli n tipli kanala malik sahə effektli tranzistoru göstərir. Həmçinin var FETs p tipli kanalla.

Göstərilən model olduqca sadələşdirilmişdir. Əslində, müasir MOS tranzistorunun cihazı daha mürəkkəbdir. Ancaq buna baxmayaraq, sadələşdirilmiş model, izolyasiya edilmiş bir qapı ilə sahə effektli tranzistorun cihazına daxil edilmiş fikri aydın və sadə şəkildə göstərir.

Digər şeylər arasında, izolyasiya edilmiş bir qapısı olan sahə effektli tranzistorlar tükənir və zənginləşdirilir. Şəkildə sadəcə zənginləşdirilmiş tipli sahə effektli tranzistor göstərilir - orada kanal elektronlarla "zənginləşir". Tükənmiş tipli bir tranzistorda elektronlar kanal bölgəsində artıq mövcuddur, buna görə də tranzistor qapıda nəzarət gərginliyi olmadan cərəyan keçir. Tükənmiş və zənginləşdirilmiş tipli sahə effektli tranzistorların cari gərginlik xüsusiyyətləri əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.

Zəngin və tükənmiş tipli MOSFET tranzistorları arasındakı fərq haqqında burada oxuya bilərsiniz. Orada da göstərilir MOSFET-lərin necə təyin edildiyi sxemlər üzərində.

Qapı elektrodu və substratın, onların arasında yerləşən dielektriklə birlikdə bir növ elektrik kondansatörünü meydana gətirdiyini görmək asandır. Plitələr qapının metal çıxışı və substratın sahəsidir və bu elektrodlar arasındakı izolyator silikon oksid (SiO 2) dielektrikdir. Buna görə də, sahə effekti tranzistoru adlanan vacib bir parametrə malikdir qapının tutumu.

Sahə effektli tranzistorlar, bipolyar olanlardan fərqli olaraq, daha az daxili səs-küyə malikdir aşağı tezliklər. Buna görə də, onlar səs gücləndirmə texnologiyasında fəal şəkildə istifadə olunur. Beləliklə, məsələn, avtomobil CD / MP3 pleyerləri üçün müasir aşağı tezlikli güc gücləndirici mikrosxemlər MOSFET tranzistorlarını ehtiva edir. Avtomobil qəbuledicisinin tablosunda "yazısını tapa bilərsiniz. güc MOSFET” və ya oxşar. Beləliklə, istehsalçı yalnız gücə deyil, həm də səs keyfiyyətinə əhəmiyyət verdiyini açıq şəkildə ifadə edərək öyünür.

Sahə effektli tranzistor, bipolyar tipli tranzistorlarla müqayisədə daha yüksək giriş müqavimətinə malikdir, ohm-un 10-dan 9-cu gücünə və ya daha çox ola bilər. Bu xüsusiyyət bizə bu cihazları potensial və ya başqa sözlə, gərginliklə idarə olunan hesab etməyə imkan verir. Bu gün statik istirahət rejimində kifayət qədər aşağı enerji istehlakı ilə sxemlər yaratmaq üçün ən yaxşı seçimdir. Bu şərtçoxlu sayda yaddaş hüceyrələri olan statik yaddaş sxemləri üçün xüsusilə aktualdır.

Tranzistorların əsas iş rejimi haqqında danışırıqsa, bu vəziyyətdə bipolyar olanlar ən yaxşı performans göstərir, çünki sahə seçimlərində gərginliyin azalması çox əhəmiyyətlidir, bu da bütün dövrənin ümumi səmərəliliyini azaldır. Buna baxmayaraq, sahə effektli tranzistor istehsalı texnologiyalarının inkişafı nəticəsində bu problemdən xilas olmaq mümkün oldu. Müasir sahə effektli tranzistorlar aşağı kanal müqavimətinə malikdir və əla işləyir yüksək tezliklər.

Yüksək güclü sahə effektli tranzistorların xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün aparılan axtarışlar nəticəsində hibrid elektron cihaz - IGBT tranzistoru sahə və bipolyar tranzistorun hibrididir.

IGBT tranzistoru

İzolyasiya edilmiş Qapı Bipolyar Transistor

Müasir güc elektronikasında IGBT adlanan tranzistorlar geniş istifadə olunur. Bu abbreviatura xarici terminologiyadan götürülmüşdür və İzolyasiya edilmiş Qapı Bipolyar Transistoru ifadə edir və rus dilində izolyasiya edilmiş Qapı Bipolyar Transistor kimi səslənir. Buna görə də IGBT tranzistorlarına IGBT də deyilir. IGBT, quraşdırılmış güclü elektron açar kimi istifadə olunan elektron güc cihazıdır impuls mənbələri enerji təchizatı, çeviricilər, eləcə də elektrik ötürücü idarəetmə sistemləri.

IGBT tranzistoru sahə effektli tranzistor və bipolyar tranzistorun hibridindən ibarət olduqca dahiyanə bir cihazdır. Bu birləşmə, bu tip tranzistorun həm sahə effektli tranzistorun, həm də bipolyar tranzistorun müsbət keyfiyyətlərini miras almasına səbəb oldu.

IGBT tranzistorunun işinin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, sahə effektli tranzistor güclü bipolyar tranzistoru idarə edir. Nəticədə, güclü bir yükün dəyişdirilməsi aşağı idarəetmə gücündə mümkün olur, çünki idarəetmə siqnalı sahə effektli tranzistorun qapısına qidalanır.

IGBT-nin daxili strukturu terminal plus-a nəzarət edən iki elektron giriş açarının kaskad bağlantısıdır. Aşağıdakı şəkildə IGBT-nin sadələşdirilmiş ekvivalent sxemi göstərilir.

IGBT əməliyyatının bütün prosesi iki mərhələdə təmsil oluna bilər: müsbət gərginlik tətbiq olunan kimi qapı ilə mənbə arasında sahə effektli tranzistor açılır, yəni mənbə ilə drenaj arasında n-kanal yaranır. Belə olan halda rayondan yüklərin hərəkəti başlayır n bölgəyə səh, bu, bipolyar tranzistorun açılmasına səbəb olur, bunun nəticəsində cərəyan emitentdən kollektora axır.

IGBT-nin yaranma tarixi.

İlk dəfə güclü sahə effektli tranzistorlar 1973-cü ildə ortaya çıxdı və artıq 1979-cu ildə izolyasiya edilmiş qapılı sahə effektli tranzistordan istifadə edərək idarə olunan bipolyar tranzistorla təchiz edilmiş kompozit tranzistor sxemi təklif edildi. Testlər zamanı məlum oldu ki, bipolyar tranzistordan açar kimi istifadə edildikdə, əsas tranzistorda doyma yoxdur və bu, açarın söndürülməsi halında gecikməni əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.

Bir az sonra, 1985-ci ildə izolyasiya edilmiş bir qapı bipolyar tranzistor təqdim edildi, onun fərqli xüsusiyyəti düz bir quruluş idi, işləmə gərginliyi diapazonu daha da böyüdü. Belə ki, yüksək gərginliklərdə və yüksək cərəyanlarda vəziyyət üzrə itkilər çox azdır. Bu halda, cihaz bipolyar tranzistor kimi oxşar keçid və keçirmə xüsusiyyətlərinə malikdir və nəzarət gərginliklə həyata keçirilir.

Birinci nəsil cihazların bəzi çatışmazlıqları var idi: keçid yavaş idi və etibarlılıq baxımından fərqlənmirdilər. İkinci nəsil 90-cı illərdə buraxıldı və üçüncü nəsil hələ də istehsal olunur: bu cür çatışmazlıqları aradan qaldırdılar, yüksək giriş müqavimətinə malikdirlər, idarə olunan güc aşağıdır və işə salınmış vəziyyətdə qalıq gərginlik də aşağıdır.

Artıq IGBT tranzistorları elektron komponent mağazalarında mövcuddur, cərəyanları bir neçə onlarla amperdən yüzlərlə amperə qədər dəyişə bilər ( Mən maks ), A əməliyyat gərginliyi (Siz maks ) bir neçə yüzdən min və daha çox volta qədər dəyişə bilər.

Dövrə diaqramlarında IGBT (IGBT) simvolu.

IGBT tranzistoru sahə effektli və bipolyar tranzistorun birləşmiş quruluşuna malik olduğundan, onun çıxışlarına da qapı deyilir - W(nəzarət elektrodu), emitent ( E) və kollektor ( TO). Xarici bir şəkildə, çekimin çıxışı hərflə göstərilir G, emitent çıxışı - E, və kollektorun çıxışı - C.

Şəkil bir şərti göstərir qrafik təyinat izolyasiya edilmiş qapı bipolyar tranzistor. Tranzistor daxili sürətli diodla da göstərilə bilər. Həmçinin, IGBT tranzistoru aşağıdakı kimi təsvir edilə bilər:

IGBT-nin xüsusiyyətləri və əhatə dairəsi.

IGBT tranzistorlarının fərqli keyfiyyətləri:

Gərginlik nəzarəti (hər hansı sahə effektli tranzistor kimi);

Aşağı dövlət itkiləri var;

100 0 C-dən yuxarı temperaturda işləyə bilər;

1000 voltdan yuxarı gərginliklərlə və 5 kilovatdan yuxarı güclərlə işləməyi bacarır.

Sadalanan keyfiyyətlər IGBT tranzistorlarını çeviricilərdə, tezliklə idarə olunan sürücülərdə və kommutasiya cərəyanı tənzimləyicilərində istifadə etməyə imkan verdi. Bundan əlavə, onlar tez-tez cərəyan mənbələrinin qaynaqlanmasında, məsələn, elektrikli nəqliyyat vasitələrində quraşdırılmış güclü elektrik ötürücüləri üçün idarəetmə sistemlərində istifadə olunur: elektrik lokomotivləri, tramvaylar, trolleybuslar. Bu həll səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə artırır və yüksək hamarlığı təmin edir.

Bundan əlavə, cihaz məlumatlarını mənbələrə quraşdırın fasiləsiz enerji təchizatı və yüksək gərginlikli şəbəkələrdə. IGBT tranzistorları yuyucu, tikiş və qabyuyan maşınların, inverter kondisionerlərin, nasosların, avtomobillər üçün elektron alışma sistemlərinin, server və telekommunikasiya avadanlıqlarının enerji təchizatı sistemlərinin elektron sxemlərində tapıla bilər. Gördüyünüz kimi, IGBT-nin əhatə dairəsi kifayət qədər genişdir.

Qeyd etmək lazımdır ki, IGBT və MOSFET bəzi hallarda bir-birini əvəz edir, lakin yüksək tezlikli aşağı gərginlikli mərhələlər üçün üstünlük verilir. MOSFET tranzistorları, və güclü yüksək gərginlikli üçün - IGBT tranzistorlar.

Beləliklə, məsələn, IGBT tranzistorları 20-50 kiloherts-ə qədər iş tezliyində öz funksiyalarını mükəmməl şəkildə yerinə yetirirlər. Daha yüksək tezliklərdə, bu tipdən tranzistorlar itkiləri artırır. Həmçinin, IGBT tranzistorlarının imkanları 300-400 voltdan çox işləmə gərginliyində ən tam şəkildə özünü göstərir. Buna görə də bipolyar tranzistorlar izolyasiya edilmiş darvaza ilə yüksək gərginlikli və güclü elektrik cihazlarında asanlıqla tapılır.

Tərəqqi irəliləyir və litium batareyaları getdikcə ənənəvi olaraq istifadə edilən NiCd (nikel kadmium) və NiMh (nikel metal hidrid) batareyalarını əvəz edir.
Bir hüceyrənin müqayisə edilə bilən çəkisi ilə litium böyük bir tutuma malikdir, əlavə olaraq hüceyrə gərginliyi üç dəfə yüksəkdir - hüceyrə başına 1,2 V əvəzinə 3,6 V.
Litium batareyalarının dəyəri adi qələvi batareyalara yaxınlaşmağa başladı, çəkisi və ölçüsü daha kiçikdir və bundan əlavə, onlar doldurula bilər və doldurulmalıdır. İstehsalçı deyir ki, 300-600 dövrə dözə bilər.
Fərqli ölçülər var və düzgün birini seçmək çətin deyil.
Öz-özünə boşalma o qədər azdır ki, onlar illərlə yalan danışır və yüklü qalırlar, yəni. lazım olduqda cihaz işlək vəziyyətdə qalır.

"C" Tutum deməkdir

Və təcrübə və imkanlarınızdan asılı olaraq özünüzü sadə və ya çox sadə olmayan bir şarj cihazı edə bilərsiniz.

LM317-də sadə şarj cihazının diaqramı

düyü. 5.

Müəyyən bir litium-ion (Li-Ion) və litium-polimer (Li-Pol) batareyası üçün tələb olunan doldurma cərəyanı Rx müqavimətini dəyişdirərək seçilir.
Müqavimət Rx təxminən aşağıdakı nisbətə uyğundur: 0.95/Imax.
Diaqramda göstərilən Rx rezistorunun dəyəri 200 mA cərəyanına uyğundur, bu təxmini dəyərdir, bu da tranzistordan asılıdır.

Doldurma cərəyanından və giriş gərginliyindən asılı olaraq bir radiator təmin etmək lazımdır.
Stabilizatorun normal işləməsi üçün giriş gərginliyi akkumulyatorun gərginliyindən ən azı 3 volt yüksək olmalıdır, hansı bir bank üçün 7-9 V-dur.

LTC4054-də sadə şarj cihazının diaqramı

düyü. 6.

düyü. 7. Bu kiçik 5 ayaqlı çip "LTH7" və ya "LTADY" etiketlidir.

Mikrosxem ilə işləməyin ən kiçik detallarına girməyəcəyəm, hər şey məlumat vərəqindədir. Mən yalnız ən zəruri xüsusiyyətləri təsvir edəcəyəm.
800 mA-a qədər doldurma cərəyanı.
Optimal təchizatı gərginliyi 4,3 ilə 6 volt arasındadır.
Doldurma göstəricisi.
Çıxış qısaqapanmasından qorunma.
Həddindən artıq istiləşmədən qorunma (120 ° -dən yuxarı temperaturda şarj cərəyanının azalması).
Üzərindəki gərginlik 2,9 V-dan aşağı olduqda batareyanı doldurmur.

Doldurma cərəyanı mikrosxemin beşinci çıxışı ilə düstura görə torpaq arasında bir rezistor tərəfindən təyin edilir.

I=1000/R,
burada I amperdə yük cərəyanıdır, R ohm ilə rezistorun müqavimətidir.

Litium batareyanın aşağı göstəricisi

düyü. 8.

Davamlılığın nüansı

Əməliyyat və ehtiyat tədbirləri

İlk üç nöqtəyə əməl edilməməsi yanğına, qalanları isə tam və ya qismən qabiliyyətin itirilməsinə səbəb olur.

Uzun illər istifadə təcrübəsindən deyə bilərəm ki, batareyaların tutumu az dəyişir, lakin daxili müqavimət artır və yüksək istehlak cərəyanlarında batareya vaxtında daha az işləməyə başlayır - deyəsən, tutum aşağı düşüb.
Buna görə, mən adətən cihazın ölçülərinin imkan verdiyi daha böyük bir tutum qoyuram və hətta on yaşında olan köhnə qutular da olduqca yaxşı işləyir.

Çox yüksək olmayan cərəyanlar üçün köhnə hüceyrə batareyaları uyğun gəlir.

Litium batareyaları harada istifadə edirəm

Zavoddan 2-3 ədəd “planşet” elementi olan uşaq oyuncaqlarına, saatlara və s.-yə kiçik batareyalar qoyurdum. Tam olaraq 3V lazım olduğu yerdə, bir diodu sıra ilə əlavə edirəm və düzgün çıxır.

LED fənərləri qoyuram.

Bahalı və aşağı tutumlu Krona 9V əvəzinə testerdə 2 qutu quraşdırdım və bütün problemləri və əlavə xərcləri unutdum.

Ümumiyyətlə, batareya yerinə hara çıxırsa qoyuram.

Mövzuda litium və faydalılığı haradan ala bilərəm

Gücün hesabına çinlilər adətən yalan danışır və yazılanlardan az olur.

Dürüst Sanyo 18650

Portativ cihazların tərkibinə mütləq bir batareya daxildir, adətən bu məqsədlə litium-ion batareya istifadə olunur. Müasir elektronikanın funksional xüsusiyyətlərinin daim təkmilləşdirilməsinə baxmayaraq, batareyanın özü praktiki olaraq dəyişməz olaraq qalır.

Batareyanın tutumu və funksional xüsusiyyətləri əhəmiyyətli dərəcədə artdı, lakin ümumi iş prinsipi eyni qaldı. Batareya doldurulma zamanı əhəmiyyətli dərəcədə qıza bilər və uğursuz ola bilər. Həddindən artıq boşaldıqda, gərginlik kritik səviyyədən aşağı düşə bilər ki, bu da hüceyrənin deqradasiyasına səbəb olacaq və yeni doldurulma qeyri-mümkün olacaq. Buna görə batareyaların doldurulması prosesini idarə etmək üçün istifadə olunur elektron sxemlər, nəzarətçilər adlanır.

Bu avadanlıq dövrələrdə istifadə olunur mobil telefonlar, noutbuklar və digər portativ elektron avadanlıqlar. Günəş və külək panelləri üçün batareya nəzarətçisi tələb olunur. Fasiləsiz enerji təchizatı və digər avadanlıqların tərkibinə daxildir.

Batareyanın doldurulması prosesinin alqoritmi

Batareyanın necə doldurulduğunu başa düşmək üçün yalnız bir rezistor və batareyanın özünü ehtiva edən bir dövrə düşünün.

Bizim vəziyyətimizdə 2,8-4,3 V gərginlik hədləri olan 2400 mAh tutumlu 18650 batareyadan və 5 volt enerji təchizatı və 1 A maksimum cərəyandan istifadə edirik. Lazım olan rezistorun parametrlərini hesablayaq. Bu vəziyyətdə, batareyanın normal vəziyyətdə olduğunu və tamamilə boşalmadığını güman edəcəyik. Gəlin batareyanı dolduraq. Birincisi, batareyada gərginlik minimal olduqda, cərəyan maksimum olacaq və Ur - rezistordakı gərginlik düşməsi 2,2 Volt olmalıdır (bu Uip arasındakı fərq - enerji təchizatı gərginliyi 5 V və ilkin batareyadır. dəyərlər).

Bu məlumatlara əsasən, R - rezistor üzrə ilkin müqaviməti və Pr - yayılma gücünü hesablayırıq:

R= Ur/I = 2.2/1 = 2.2 Ohm, burada I maksimum enerji təchizatı cərəyanıdır.

Pr \u003d I2R \u003d 1x1x2,2 \u003d 2,2 Vt.

Batareyada gərginlik 4,2 V-a çatdıqda, Izar - şarj cərəyanı belə olacaq:

Izar \u003d (Ui -4.2) / R \u003d (5-4.2) / 2.2 \u003d 0.3 A.

Belə çıxır ki, doldurmaq üçün bizə bu dərəcələrdə işləyən rezistor lazımdır. Ancaq bu dövrədə batareyanın çatdığı anı qaçırmamaq üçün hər zaman batareyadakı gərginliyi yoxlamalı olacaqsınız. maksimum dəyər 4,2 V-da.

Vacibdir! Teorik olaraq, batareyanı ayrı bir qoruyucu dövrə olmadan doldurmaq mümkündür, lakin gərginlik və şarj cərəyanını izləmək üçün işləməyəcəkdir. Bəli, bu seçim 1-2 dəfə istifadə edilə bilər, lakin batareyanın uğursuz olacağına zəmanət vermək mümkün deyil.

Nəzarətçilərin əsas funksiyaları

Şarj nəzarətçilərinin yerinə yetirdiyi üç əsas vəzifə var:

• enerji sisteminin optimallaşdırılması;
• resursların qorunması;
• ölümcül qəzaların qarşısını almaq.

Nəzarətçilərin müxtəlif funksiyaları var. Cari təchizatı tənzimləyir, oxunuşların maksimum yükdən az olmasına əmin olur, lakin eyni zamanda özünü boşaltma cərəyanını aşar. Qurğular akkumulyatorun strukturuna və kimyəvi tərkibinə əsaslanaraq, batareyanın boşaldılması-boşaldılmasının bütün mərhələlərinin keçməsini izləyir.

Laptop batareyaları haqqında danışırıqsa, nəzarətçi PC eyni vaxtda doldurularkən və işləyərkən baş verən enerji axınlarını əlavə olaraq kompensasiya edir. Bəzən cihazlar həddindən artıq istiləşmə və ya soyuq halda təcili söndürmə üçün istilik sensorları ilə təchiz edilmişdir.

Sistemdə birdən çox batareya istifadə edilərsə, nəzarətçi yalnız hələ doldurulmamış qutular üçün şarj təmin edir.

Qaz sızmalarının və partlayışların qarşısını almaq üçün batareya doldurma tənzimləyicilərinin bəzi modelləri təzyiq sensorlarından istifadə edir.

Qeyd!İstənilən nəzarətçinin işləməsi düzgün sabit cərəyan/sabit gərginlik (CC/CV) nisbətini təmin etməlidir. Doldurma zamanı verilən enerjinin miqdarı həddindən artıq olarsa, bu artıq hissə istilik şəklində nəzarətçiyə buraxılır. Buna görə də, nəzarətçinin özü heç vaxt batareyaya quraşdırılmır, daxil edilir ümumi sxem, lakin həmişə ayrıca yerləşir. Bəs öz əlinizlə bir cihaz necə etmək olar?

Sadə dövrələr

Ən çox yayılmış kontrollerlərdən biri DW01-də çipli variantdır. Ən çox istifadə olunur mobil cihazlar. Görünüşdə bu element bütün lazımi komponentlərin quraşdırıldığı elektron lövhədir.

DW01-in 6 çıxışı var və sahə effektli tranzistorlar 8 çıxışlı bir paketə quraşdırılmışdır - bu 8205A çipidir.

Bu dövrədə şarj tənzimləyicisinin vəzifəsi batareyanı ya tamamilə boşaldıqda və ya tam doldurulduqda, yəni 4,25 V dəyərinə çatdıqda söndürməkdir. DW01 əvəzinə NE57600, G2J, G3J, S8261, S8210, K091, JW01, JW11 və digər oxşar mikrosxemlər.

LC05111CMT çipinə artıq sahə effektli tranzistorlar daxildir, burada əlavə olaraq yalnız bir kondansatör və rezistorlar istifadə olunur. Dövrə 0,011 ohm keçid müqaviməti olan daxili tranzistorlardan istifadə edir. Bu, öz əlinizlə bir batareya yaratmaq üçün sadə bir diaqramdır. S1 və S2 terminalları arasında maksimum müqavimət 24 V, maksimum yükləmə / boşaltma cərəyanı 10A-dır.

Bütün öz-özünə hazırlanmış cihazlar cavab verməlidir verilmiş parametrlərəks halda batareya düzgün işləməyəcək.

Video