Site Loader

Содержание

Простой контроллер заряда Li-Ion аккумуляторов

Этот простейший контроллер заряда я применил в самодельной Bluetooth колонке для заряда батареи из двух Li-Ion аккумуляторов типа 18650. Зарядное устройство выполнено на распространенном регулируемом стабилизаторе напряжения LM317. Достоинства этого зарядного устройства это простота настройки, дешевизна и применение самых распространенных электронных компонентов. Также среди достоинств следует отметить отсутствие высокочастотных помех и наводок, поэтому можно заряжать блютуз колонку, в которой я применил этот контроллер заряда во время воспроизведения музыки. Никаких импульсных помех зарядное устройство не даёт. Недостатком является сравнительно низкий КПД, присущий линейным стабилизаторам напряжения и тока и необходимость установки микросхемы LM317 на радиаторе. По этой причине не рекомендуется устанавливать зарядный ток более 500 — 800 мА. В моей колонке зарядный ток равен 500 мА. В качестве источника питания я применил импульсный сетевой адаптер от старого сетевого хаба на 12В 1А.

Принципиальная схема контроллера заряда для двух Li-Ion аккумуляторов

Описане принципиальной схемы

U1 — микросхема LM317 в корпусе TO220
Q1 — транзистор BC546 (BC547, BC549)
D1 — диод Шоттки на ток 1A и максимальное напряжение 30 — 40 вольт.
С1, С2 — керамический конденсатор на 1 мкф 50В
R1 — Постоянный резистор 1 Ом 0.5 Вт
R3 — Постоянный резистор 470 Ом 0.125 Вт
R4 — Постоянный резистор 2.2 k 0.125 Вт
R2 — Подстроечный резистор 1К

Зарядное устройство основано на регулируемом интегральном стабилизаторе напряжения LM317. На транзисторе Q1 собран узел ограничения тока заряда. С транзистором BC546 и резистором на 1 ом максимальный зарядный ток у меня составляет около 500мА. Нужно помнить, что через этот резистор течет зарядный ток аккумулятора, поэтому если вы планируете заряжать батарею током более 500 мА стоит применить резистор мощностью 1 Вт. максимальный зарядный ток устанавливается подбором этого резистора. Чем меньше сопротивление тем больше зарядный ток и наоборот.

Подстроечным резистором R2 устанавливаем выходное напряжение устройства. То есть то максимальное напряжение, до которого будет заряжена аккумуляторная батарея. Для двух литий ионных аккумуляторов максимальное напряжение равно 8.4 В. Но для большей безопасности и продления срока службы аккумуляторов я бы посоветовал установить это напряжение в районе 8.2 — 8.3 В. Установку этого напряжения нужно производить не подключая аккумулятор. Вместо аккумулятора подключаем к клемам Out+ и Out- резистор сопротивлением 100 ом и вращением движка R2 устанавливаем напряжение 8.2- 8.3 В. Убираем резистор и подключаем к устройству аккумуляторы. Проверяем ток, который течет через батарею и оставляем батарею заряжаться, периодически измеряя на ней напряжение. Зарядный ток будет уменьшаться по мере приближения напряжения на батарее к установленному уровню. Убедитесь что напряжение на каждом из аккумуляторов в конце заряда не превышает 4.2 вольта. Если даже на одном из аккумуляторов напряжение больше, то придется уменьшить напряжение заряда поворотом движка R2. На этом настройку устройства можно считать законченной

ВНИМАНИЕ! Микросхема LM317 нагревается в процессе заряда аккумуляторов, поэтому ее необходимо устанавливать на небольшом радиаторе.

Печатная плата зарядного устройства была разработана под выводные компоненты в программе DipTrace. Все файлы проекта печатной платы вы можете скачать по ссылке в конце статьи. Плата была изготовлена на моем станке CNC1610 методом гравировки. Как это происходит вы можете посмотреть в видео ролике про самодельную Bluetooth колонку.

Печатная плата зарядного устройства

Скачать проект печатной платы в формате DipTrace

Особенности контроллеров зарядки Li-ion аккумуляторов

В статье рассмотрены некоторые особенности контроллеров зарядки литиево-ионных (Li-Ion) аккумуляторов, созданных на базе линейных и импульсных стабилизаторов.

Введение

Состязание разработчиков и производителей портативных гаджетов по внедрению во вновь создаваемые (и при этом все меньшего размера) устройства аппаратных модулей с расширенными функциональными возможностями вряд ли можно остановить. Большие яркие дисплеи с сенсорными панелями, Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth, GSM, GPS, видеокамеры с большим форматом матрицы видеосенсора, аудио- и видеоплееры — всего лишь неполный перечень встроенных модулей и возможностей, предоставляемых современными мобильными устройствами. И, по сути, на пути миниатюризации гаджетов всегда возникают две неразрывно связанные проблемы: отвод рассеиваемой мощности и малые габариты, в которые необходимо все это упаковать. Мобильное устройство должно не только привлекать потребителей своими интеллектуальными возможностями, но и не вызывать при этом ожогов (в прямом смысле этого слова) у пользователя. Минимизация уровня тепловыделения — один из важных приоритетов при разработке. Одним из источников тепла является контроллер зарядного устройства, встроенного в мобильный прибор аккумулятора.

Проблемы

Одним из обязательных компонентов современных портативных устройств является мало в чем изменившийся за последние годы литиево-ионный аккумулятор, отличающийся наилучшими показателями среди ряда других химических источников электроэнергии, предназначенных для использования в портативных приложениях. Бесспорно, емкость его выросла, существенно улучшены и другие характеристики, что позволило расширить функциональные возможности портативных устройств, однако базовый принцип его работы и алгоритм зарядки мало в чем изменились [1–7].

В среднем для полной зарядки литиево-ионного аккумулятора емкостью 1 А·ч при токе зарядки 1 А требуется один час. Часто используемые сегодня USB-адаптеры не могут обеспечить ток более 500 мА, и поэтому время зарядки может растянуться до 2–4 или более часов. Одна из проблем, возникающих при зарядке большим током, — тепловыделение. Поскольку выходное напряжение повсеместно используемых сетевых и USB-адаптеров составляет 5 В, а рабочее напряжение аккумулятора: 3,7…4,2 В, то среднее значение КПД контроллера зарядки, построенного на базе линейного регулятора, не может быть лучше, чем 74% (3,7/5,0), а максимальное — 84% (4,2/5,0). На рисунке 1 приведена зона возможных потерь мощности в контроллере в процессе зарядки аккумулятора. Таким образом, при зарядке аккумулятора током 1 А максимальные потери составят примерно 1,3 Вт. Необходимо отметить, что это не то неизбежное выделение тепла, связанное с накоплением энергии в аккумуляторе для последующего ее использования, а тепловыделение, вызванное нагревом кристалла ИС контроллера зарядки. Чтобы уменьшить нежелательный нагрев кристалла в процессе зарядки аккумулятора, необходимо повышать КПД контроллера, что достигается при использовании контроллеров с импульсным регулированием. Кроме того, их применение позволяет потенциально ускорить продолжительность зарядки.

 

Рис. 1. Распределение потерь мощности в процессе зарядки аккумулятора

В контроллерах зарядки, созданных на базе линейных регуляторов с разделением путей протекания токов нагрузки и зарядки (PowerPath Technology), в случае небольшого тока нагрузки напряжение V

OUT равно почти 5 В (VIN), а напряжение на аккумуляторе
VBAT = 3,7 В. При этом линейный регулятор контроллера зарядки используется неэффективно. При большом токе через нагрузку к ней дополнительно подключается аккумулятор и при VIN = 5 В, VOUT = VBAT = 3,7 В (см. рис. 2). В этом случае неэффективно используется проходной транзистор контроллера зарядки. И в первом, и во втором случаях сохраняется величина падения напряжения на элементах регулирования VIN – VOUT = 1,3 В или VOUT – VBAT = 1,3 В, что и приводит к нежелательной потере мощности. Особенность приведенной на рисунке 2 структурной схемы состоит в том, что для подключения аккумулятора к нагрузке используется устройство, выполняющее функции «идеального» (
далее — идеального, прим. ред.
) диода.

 

Рис. 2. Упрощенная структурная схема устройства зарядки с разделением путей протекания токов нагрузки и зарядки

 

Варианты решения

Что же подразумевается под предложенным специалистами компании Linear Technology термином «идеальный» диод? [3, 7]. Широко применяемые диоды Шоттки отличаются по сравнению с другими полупроводниковыми диодами малым прямым падением напряжения и высокой скоростью переключения. При использовании этого диода в качестве полупроводникового ключа, например, в схемах автоматического подключения к нагрузке аккумулятора или сетевого адаптера, как правило, применяется простая схема монтажного ИЛИ, основной недостаток которой — сравнительно большое падение напряжения на диоде. При повышении тока нагрузки растут и потери мощности на нем. Решить эту проблему можно с использованием в качестве диода МОП-транзистора. Идея не нова, однако специалисты компании Linear Technology при замене диода на МОП-транзистор предложили также способ определения момента переключения идеального диода в закрытое и открытое состояния. Для этого осуществляется мониторинг падения напряжения между истоком (анодом) и стоком (катодом) транзистора. В рассматриваемом случае — это МОП-транзистор с каналом N-типа. В момент подключения входного напряжения, конечно, если входное напряжение больше выходного, ток через защитный диод транзистора течет в нагрузку. Транзистор открывается, и падение напряжения на нем равно I

LOAD∙RDS, где RDS — сопротивление перехода сток-исток. Как правило, это напряжение примерно в десять раз ниже, чем падение напряжения на диоде Шоттки. Если напряжение на аноде ниже, чем на катоде, транзистор закрывается.
Для мониторинга падения напряжения на транзисторе используется специальный усилитель. Проблема заключается в том, как выбрать значение напряжения порога переключения и величину гистерезиса компаратора. Например, если открывать транзистор при падении напряжения 25 мВ, а закрывать при 5 мВ, это может привести к тому, что при малых токах нагрузки ключ просто закроется. Установка порога на уровне –5 мВ приведет к тому, что ток потечет от нагрузки ко входу. Чтобы исключить эти проблемы, падение напряжения между стоком и истоком открытого транзистора поддерживается с помощью специального следящего усилителя на уровне 25 мВ. При росте тока нагрузки повышается также и управляющее напряжение на затворе транзистора, и соответственно, снижается сопротивление открытого канала. Таким способом падение напряжения на транзисторе поддерживается почти постоянным на уровне 25 мВ.
На определенном этапе при увеличении тока падение напряжения на транзисторе начинает расти пропорционально току (ILOAD∙RDSON). На рисунке 3 приведены вольт-амперные характеристики диода Шоттки (B530C) и идеального диода [3, 7]. Предложенный метод управления МОП-транзистором позволяет реализовать плавное переключение транзистора и даже при небольших токах нагрузки получить минимальную разницу напряжения между стоком и истоком.

 

Рис. 3. Вольт-амперные характеристики идеального диода и диода Шоттки

В микросхеме LTC4358 (Linear Tech­nology) материализована идея создания идеального диода на базе встроенного на кристалл МОП-транзистора с каналом N-типа, имеющего сопротивление (RDSON) открытого канала 0,02 Ом. Напряжение питания ИС составляет 9,0…26,5 В; максимальный ток: 5 А; время отключения транзистора при превышении тока ограничения — 0,5 мкс. Микросхема LTC4358 предназначена для замены диодов в схемах переключения источников питания, к которым подключается нагрузка, построенных на основе схемы монтажного ИЛИ. Графики зависимости мощности, рассеиваемой на идеальном диоде (LTC4358) и на диоде Шоттки типа B530C показаны на рисунке 4. Микросхема LTC4358 изготавливается в корпусе 14-DFN и имеет размеры 4×3 мм.
Кроме того, компания Linear Technology предлагает и другие ИС, например, LTC4352/55/57, LTC4411/13/ 16. Микросхемы LTC4352/55/57 и LTC4416, по сути, являются контроллерами идеального диода, и для этой цели используется внешний МОП-транзистор, в микросхемах LTC4411/13 — встроенный. Миниатюрная ИС LTC4411 предназначена для автоматического переключения нагрузки между сетевым адаптером и аккумулятором в схемах, построенных на основе монтажного ИЛИ. Напряжение входного источника 2,6…5,5 В, ток потребления в статическом режиме не более 40 мкА (при токе нагрузки до 100 мА). Максимальное сопротивление открытого канала встроенного МОП-транзистора с каналом P-типа составляет 0,14 Ом, максимальный прямой ток — 2,6 А, ток утечки — менее 1 мкА. В микросхеме предусмотрена защита от перегрева корпуса. Для подключения ИС LTC4411 не требуются дополнительные внешние компоненты. Микросхема LTC4411 изготавливается в корпусе SOT-23-5.
В контроллерах зарядки LTC4066, LTC4085, построенных на основе линейного регулятора, также реализован идеальный диод. Напряжение питания ИС 4,35…5,50 В. Сопротивление идеального диода, используемого для подключения аккумулятора к нагрузке, при токе 3 А составляет всего 50 мОм. В контроллерах предусмотрена возможность ограничения входного тока на уровне 100 или 500 мА. Микросхемы LTC4066 изготавливаются в корпусе 24-QFN (4×4 мм).

 

а)

б)

Рис. 4. Графики зависимости мощности, рассеиваемой на ИС LTC4358 и диоде B530C, от протекающего через них тока (а) и схема включения LTC4358 (б)

Микросхемы LTC4088/LTC4098 — контроллеры зарядки литиево-ионных аккумуляторов, обеспечивающие за счет применения в них импульсного регулятора не только высокий КПД, но и реализацию технологии разделения путей протекания токов нагрузки и зарядки, получившую название Switching PowerPath. ИС LTC4088/98 содержат импульсный понижающий напряжение регулятор и линейный регулятор тока зарядки аккумулятора. В конфигурации, приведенной на рисунке 5, разница напряжения VIN – VOUT хотя и сохраняется почти прежней (см. рис. 2), однако потери мощности существенно меньше, т.к. КПД регулятора достаточно высок (примерно, 92% при выходном токе 300 мА). Напряжение VOUT лишь на несколько сотен милливольт выше VBAT. Принятые в этих микросхемах меры обеспечивают незначительные потери мощности.

 

Рис. 5. Упрощенная структурная схема LTC4088

Микросхема LTC4088 — высокоэффективный контроллер зарядки литиево-ионных аккумуляторов, обеспечивающий максимальный ток зарядки 1,5 А. В качестве внешнего источника питания можно использовать как сетевой адаптер, так и USB-порт. Напряжение питания LTC4088 — 4,25…5,50 В. Допускаются выбросы входного напряжения амплитудой до 7 В. Ток ограничения: 100, 500 или 1000 мА. Частота преобразования понижающего напряжение импульсного стабилизатора составляет 2,25 МГц. Подключение аккумулятора к нагрузке осуществляется с использованием встроенного аналога идеального диода с сопротивлением в открытом состоянии 0,18 Ом. Предусмотрена также возможность подключения дополнительного внешнего МОП-транзистора с каналом P-типа параллельно встроенному идеальному диоду, что позволяет существенно снизить суммарное сопротивление комбинированного ключа (см. рис. 6). Кроме того, в микросхеме LTC4088 реализован автономный стабилизатор напряжения с выходным напряжением 3,3 В, обеспечивающий ток нагрузки до 25 мА.

 

Рис. 6. Графики зависимости сопротивлений идеального диода (LTC4088) и комбинированного ключа от напряжения на аккумуляторе

Микросхема LTC4088 изготавливается в корпусе 14-DFN и имеет размеры 4×3 мм. Максимальная температура корпуса 125°C, тепловое сопротивление 37°C/Вт. ИС LTC4098 — в корпусе 20-DFN с размерами 4×3 мм, ее тепловое сопротивление 43°C/Вт. Диапазон рабочих температур: –40…85°C.
Микросхемы bq2410x (Texas In­stru­ments) обеспечивают максимальный ток зарядки аккумулятора до 2 А. Частота преобразования понижающего напряжение импульсного регулятора составляет 1,1 МГц. Микросхемы bq2410x содержат встроенные ключи, выполненные на базе МОП-тран­зис­торов, используемые для подключения к нагрузке сетевого адаптера или аккумулятора. Максимальный КПД — 93%.
Микросхемы bq2410х изготавливаются в корпусе 20-QFN (3,5×4,5 мм). Допустимая мощность рассеивания до температуры кристалла 40°C составляет 1,81 Вт, тепловое сопротивление — 46,87°C/Вт. Диапазон рабочих температур: –40…85 °C.
Как и для ИС, созданных на базе линейных регуляторов (к примеру, MAX1811, LTC4065/69/95, MCP73831/2, MCP73811, bq2402x/3х/6х, bq2057, bq24085), так и в случае использования импульсных преобразователей, есть два варианта подключения нагрузки и аккумулятора: непосредственное подключение (в одну точку) и подключение с возможностью выбора путей протекания зарядного тока и тока нагрузки.
Существует два варианта непосредственного подключения нагрузки к аккумулятору. В первом случае нагрузка подключается после измерительного резистора RSNS (см. рис. 7а), а во втором — до него (см. рис. 7б). В первом варианте входное напряжение VIN преобразуется в напряжение VOUT с высоким КПД. При подключенном сетевом адаптере обеспечивается энергопитание нагрузки и одновременно зарядка аккумулятора, в случае отключения адаптера питание нагрузки осуществляется от аккумулятора.

 

a)

б)

Рис. 7. Структурные схемы подключения нагрузки до (а) и после (б) измерительного резистора

Преимущества первого варианта топологии:
– при отключенном адаптере энергопитание нагрузки осуществляется непосредственно от аккумулятора с минимальными потерями мощности;
– возможно использование технологии динамического управления током зарядки аккумулятора (Dyna­mic Power Management — DPM), что позволяет за счет динамического снижения тока зарядки предотвратить потенциальную ве­роятность перегрузки ИС по току зарядки и перегрева ее корпуса при пиковых нагрузках, а, кроме того, сохраняется возможность ограничения суммарного входного тока;
– малы изменения напряжения на нагрузке;
– достаточно просто на программном уровне реализуется режим токового мягкого старта.
При выборе топологии подключения аккумулятора к нагрузке следует принимать во внимание некоторые особенности. Если средний ток нагрузки длительное время достаточно велик, то процесс зарядки затягивается, и возникает ситуация, при которой аккумулятор непрерывно находится в процессе зарядки, что сокращает его срок службы. Поскольку предел ограничения суммарного тока фиксирован на аппаратном уровне, то при достаточно большом токе через нагрузку ток зарядки аккумулятора также снижается, что приводит к чрезмерному увеличению времени зарядки аккумулятора до его полной емкости, и поэтому вполне вероятна ситуация, при которой будет просто невозможно полностью его зарядить.
Если при заряженном аккумуляторе ток нагрузки увеличится, то вследствие падения напряжения на внутреннем сопротивлении аккумулятора выходное напряжение может снизиться до порога, при котором будет инициироваться очередной цикл зарядки, который, в свою очередь, быстро завершится. Таким образом, возможна ситуации, при которой процесс зарядки будет стартовать циклически. При небольшом токе нагрузки интервал времени от момента уменьшения выходного напряжения (за счет падения напряжения на аккумуляторе) до необходимого порога для старта очередного процесса зарядки существенно увеличивается.
В фазе предварительной зарядки (при напряжении на аккумуляторе ниже 3,0 В) ток зарядки составляет примерно 10% номинальной емкости аккумулятора, чего зачастую слишком мало для энергоснабжения продолжающего работать устройства, которое в этом случае вынуждено подпитываться от аккумулятора, а последний соответственно продолжает разряжаться. Кроме того, поскольку для предварительной фазы зарядки отводится определенный задаваемый специальным таймером интервал времени, в течение которого напряжение на аккумуляторе должно достичь порога 3,2 В, то создается ситуация, при которой напряжение на аккумуляторе не возрастает, а таймер начинает сигнализировать, что аккумулятор неисправен.
Не следует забывать, что основной недостаток непосредственного подключения аккумулятора к нагрузке заключается в том, что при полностью или глубоко разряженном аккумуляторе напряжение на нагрузке (даже при условии подключения сетевого адаптера) равно напряжению на аккумуляторе, чего бывает явно недостаточно для работы устройства, и, конечно, во многих случаях это просто недопустимо.
Во втором варианте (см. рис. 7б) нагрузка подключена до измерительного резистора (RSNS). Эта топология, по сравнению с той, в которой нагрузка подключена после резистора, имеет ряд преимуществ. Основным является то, что в ней контролируется ток, протекающий только через аккумулятор, и поэтому все три режима зарядки (предварительный, режим собственно зарядки с током, равным величине емкости аккумулятора и режим завершения) работают без каких-либо проблем, связанных с протеканием тока через нагрузку.
Глубоко разряженный аккумулятор можно без риска подключать к контроллеру зарядки, не опасаясь завершения работы таймера, определяющего безопасную продолжительность предварительной фазы зарядки, еще до окончания этого этапа. Следует также принимать во внимание, что суммарный ток через контроллер зарядки ограничен на уровне максимально допустимого тока через кристалл, а также работой системы защиты от перегрева ИС. Ток зарядки не уменьшается при росте тока нагрузки, поэтому эта топология не используется при больших токах нагрузки.
При больших токах нагрузки и зарядки обеспечить низкий уровень тепловыделения крайне сложно даже при использовании импульсных регуляторов со встроенными транзисторными ключами. Поэтому при больших токах мощные ключи, как правило, не интегрируются на кристалле микросхемы, а размещаются вне ее корпуса.
Примером таких ИС могут служить bq24702/3/5 и bq246хх (Texas Instru­ments), обеспечивающие ток зарядки до 10 А (bq24610/17). В отличие от bq2410x устройства зарядки, созданные на базе ИС bq246хх, содержат внешние ключи. Частота преобразования импульсного стабилизатора ИС bq24610/17 составляет 600 кГц. Кроме того, в контроллерах bq24610/17 реализована технология динамического управления током зарядки аккумулятора DPM, основанная на мониторинге величины входного тока. Для независимого измерения суммарного (входного) тока и тока зарядки аккумулятора в контроллере bq24610 реализованы два прецизионных усилителя. Для подключения нагрузки к адаптеру, а также аккумулятора к нагрузке используются ключи на мощных внешних МОП-транзисторах.
Микросхемы bq24610/17 изготавливаются в корпусе 24-QFN (4×4 мм). Допустимая мощность, рассеиваемая при температуре 25°C, составляет 2,3 Вт; тепловое сопротивление — 43°C/Вт.
Заключение
В заключение в таблицах 1, 2 приведены параметры некоторых контроллеров зарядки, построенных на основе как линейных, так и импульсных регуляторов.

Таблица 1. Параметры контроллеров зарядки, созданных на базе линейных регуляторов

Наименование

MAX1811

MCP73831

bq24020

bq24085

LTC4065

LTC4095

bq24030

Входное напряжение, В

4,35…6,5

3,75…6,0

4,35…6,5

3,75…5,5

4,3…5,5

4,35…16,0

Максимальный ток зарядки, А

0,5

0,5

1,0

0,75

0,75

0,95

2,0

Напряжение аккумулятора, В

4,2

Диапазон рабочих температур, °C

–40…85

–40…125

–40…155

–40…85

–40…125

Тип корпуса (размеры, мм)

8-SO

8-DFN (2×3), SOT-23-5

10-SON (3×3)

6-DFN (2×2)

8-DFN (2×2)

20-QFN (3,5×4,5)

Таблица 2. Параметры контроллеров зарядки, созданных на базе импульсных регуляторов

Наименование

LTC4088

LTC4098

bq24100

bq24702

bq24610

Входное напряжение, В

4,35…5,5

4,35…16

4,5…28

5…28

Максимальный ток зарядки, А

1,5

2,0

2,0

10

Частота преобразователя, МГц

2,25

1,1

0,3

0,6

Напряжение аккумулятора, В

4,2

Программируется

Диапазон рабочих температур, °C

–40…85

Тип корпуса (размеры, мм)

14-DFN (4×4)

20-QFN (3×4)

20-QFN (3,5×4,5)

24-TSSOP

24-QFN (4×4)

 

Схема непосредственного подключения аккумулятора к нагрузке и контроллеру зарядки, созданному на основе линейного регулятора, отличается простотой, а устройства, выполненные на базе этой архитектуры, — более низкой стоимостью. Однако при больших токах нагрузки вряд ли можно рекомендовать использование этой топологии из-за большой вероятности перегрева кристалла ИС. При непосредственном подключении аккумулятора к нагрузке можно достичь минимального изменения уровня напряжения на нагрузке.
Проблема потери мощности сохраняется также и в контроллерах зарядки, созданных на основе непрерывного регулирования, с разделением путей протекания токов нагрузи и зарядки. Более высокого КПД можно достичь за счет применения импульсного регулятора, что позволяет создавать на его базе контроллеры с током зарядки аккумулятора более 10 А. Кроме того, в этих контроллерах зачастую используется технология разделения путей протекания токов нагрузки и зарядки, основным преимуществом которой является высокая надежность.
Более полную информацию о микросхемах зарядки аккумуляторов можно найти в [2–6].

Литература

1. Steven Martin. Speed up Li-ion battery charging and reduce heat with a switching power-path manager. — Linear Technology (www.linear.com).
2. LTC4088. High efficiency battery charger/USB power manager. — Linear Technology (www.linear.com).
3. Meilissa Lum. Ideal diode betters a Schottky by a factor of four in power and space consumption.
4. bq24030, bq24031, bq24032A, bq24035, bq24038. Single-chip charge and system power-path management IC (bqTINY™). — Texas Instruments, 2009 (www.ti.com).
5. Implementations of battery charger and power-path management system using bq2410x/11x/12x (bqSWITCHER™). — Texas Instruments, 2006 (www.ti.com).
6. bq24610, bq24617. Stand-alone synchronous switch-mode Li-ion or Li-polymer battery charger with system power selector and low Iq. — Texas Instruments, 2009 (www.ti.com).
7. Pinkesh Sachdev. 0V to 18V ideal diode controller saves Watts and space over Schottky. — Linear Technology (www.linear.com).

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

Для надежной и безопасной работы Li-Ion аккумуляторов важно исключить риск их перезаряда, глубокого разряда и перегрева. Если рабочее напряжение элемента питания выходит за допустимые пределы (2,5–4,2 В), он выходит из строя или теряет свою исходную емкость. Восстановить такие ячейки проблематично. Чтобы уберечь Li-Ion аккумуляторы от перенапряжения, перегрева и других опасных факторов, их оснащают электронными платами защиты.

Модуль защиты литий-ионного аккумулятора выполняет следующие функции:

  1. при критическом разряде разрывает цепь, защищая элемент питания от опасного снижения напряжения;
  2. поддерживает работу элемента питания в безопасном диапазоне напряжений;
  3. оберегает ячейку от токовой перегрузки и короткого замыкания.

Модули защиты Li-Ion аккумуляторов

Часто модули защиты Li-Ion аккумуляторов называют контроллерами заряда-разряда, хотя это разные элементы. Никакие контроллеры заряда-разряда в ячейки не устанавливаются, т.к. управлять процессом разряда не нужно – разрядный ток зависит исключительно от нагрузки. Но в процессе разряда аккумулятора нужно контролировать напряжение на нем, чтобы предотвратить глубокий разряд. Для этого и используется защитный модуль (альтернативное название – электронная плата).

Контроллеры заряда, отслеживающие процесс подзарядки литиевых элементов питания, устанавливаются непосредственно в зарядные устройства. Они задают необходимый ток заряда, определяют длительность его подачи, контролируют нагрев.

Главная задача контроллера – обеспечивать правильную схему подзарядки, обычно по схеме CC/CV – постоянный ток/постоянное напряжение. Контроллер ограничивает зарядный ток и тем самым регулирует количество энергии, поступающей в ячейку за единицу времени. Избыточная энергия проявляется в виде нагрева контроллера. Поэтому он встраивается в зарядное устройство, а не в аккумулятор.

Как работает электронная плата защиты

Модуль защиты 18650 или другого типоразмера отслеживает напряжение на аккумуляторе и в случае его выхода за установленные рамки – размыкает выходные ключи. В результате ячейка отключается от внешней нагрузки или зарядного устройства. Аналогично срабатывает и защита от короткого замыкания – в такой ситуации напряжение резко уменьшается, и срабатывает защита от критического разряда.

Защитная плата в аккумуляторе и контроллер в зарядном устройстве имеют схожий верхний порог срабатывания – около 4,2 В. Но плата полностью отключает ячейку от внешних клемм, а контроллер – переключает в режим стабилизации напряжения и инициирует плавное уменьшение зарядного тока.

Пороговые напряжения

На литий-ионных «банках» формата 18650 часто используются защитные платы с пороговыми напряжениями 2,4 и 4,25 В. Это расширенный диапазон, т.к. рекомендуемые граничные напряжения для самих аккумуляторов составляют 3,0 и 4,2 В. Если на ячейки ставятся платы с такими же значениями, это приводит к искусственному занижению емкости и преждевременному отключению схемы – до того, как аккумулятор отдал или восполнил запас энергии.

При корректной эксплуатации аккумулятора 18650 модуль защиты вообще не срабатывает – в этом нет надобности. Уровень заряда контролирует зарядное устройство, а процесс разряда – нагрузка. При мощной нагрузке потребляются высокие токи, и выходное напряжение элемента питания начинает сильнее зависеть от внутреннего сопротивления. Производители раздвигают границы допустимых напряжений в платах защиты, чтобы аккумуляторы могли использоваться при нагрузках разной мощности.

Выводы

Модули защиты привариваются точечной сваркой к контактам аккумуляторов 18650 и оберегают их от глубокого разряда, размыкая выходные ключи. В целом процесс разряда зависит от нагрузки. Контроллер заряда встраивается в зарядные устройства и отвечает за подачу нужного зарядного тока, прекращение его подачи, отслеживание уровня нагрева. Но при использовании аккумуляторов не стоит полагаться только на встроенные схемы защиты. Нужно соблюдать рекомендованные производителем условия эксплуатации и не доводить источники питания до критических условий.

Обзор аккумуляторных батарей для электроинструментов представлен здесь.

Сноровка в зарядке-тренировке. Контроллеры заряда аккумуляторов автономных устройств — Компоненты и технологии

В секторе бытовой электронной техники наблюдается довольно быстрое (динамика последних 2–3 лет) стремление к уравниванию долей применения аккумуляторов и невосстанавливаемых гальванических элементов (далее — батареи) в качестве источников электрического питания портативных, мобильных и автономных устройств. Тенденция расширения применения аккумуляторов объясняется агрессивным проникновением в бытовой сектор высокопроизводительных и сложных цифровых технологий с уменьшенным энергопотреблением.

Снижение энергопотребления электронными компонентами происходит успешно, использование аккумуляторов или батарей с одинаковыми массогабаритными характеристиками для электропитания одного и того же устройства технически возможно. Однако уровень мощности, типично потребляемой сложными устройствами (например, цифровыми фотоаппаратами, видеокамерами или мобильными телефонами), остается на таком уровне, что использование батарей экономически не эффективно. Проще говоря, их ресурса уже достаточно для кратковременной работы устройства, но на длительном промежутке времени (от нескольких месяцев до нескольких лет) суммарная стоимость необходимого количества сменных батарей многократно превышает стоимость одного аккумулятора.

В промышленном оборудовании доля применения аккумуляторов малой мощности не столь высока и динамика изменения только начинает нарастать: ранее типичными решениями были либо микропотребляющее устройство со сменной невосстанавливаемой батареей, либо стационарное питание.

С лавинообразным распространением беспроводных решений (встраиваемые модули GSM/GPRS, беспроводные модули системы охранной и пожарной сигнализации, дистанционно управляемые автономные исполнительные устройства и роботы, автономные системы видеонаблюдения и видеообработки и т. п.) и распределенных промышленных систем сбора данных с автономным питанием (регистраторы параметров в магистральных системах транспортировки газа, нефти, электроэнергии) доля использования аккумуляторов стала неуклонно расти.

Промышленность предлагает широчайший спектр аккумуляторов, различающихся как по физико-химическому способу хранения энергии, так и по потенциальной мощности и плотности хранимой энергии. В рамках рассматриваемого семейства контроллеров заряда мы ограничимся ознакомлением с возможностями их работы с регенерируемыми источниками мощностью от сотен до нескольких тысяч миллиампер-часов.

Наибольшее распространение к настоящему времени приобрели никель-кадмиевые (NiCd), никель-металлогидридные (NiMH), литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (Li-Pol) аккумуляторы. Для изучения характерных преимуществ и ограничений различных технологий и выбора типа аккумулятора, удовлетворяющего всем требованиям прикладной задачи, рекомендуем обратиться к источникам, опубликованным производителями и профессионалами в этой области [2–9]. В таблице 1 приведены обобщенные характеристики аккумуляторов, изготавливаемых по различным технологиям.

Таблица 1. Основные характеристики аккумуляторов наиболее распространенных типов

  NiCd NiMH NiMH Li-Pol
Удельная мощность, Вт·час/кг 45-80 60-120 110–160 100-130
Внутреннее сопротивление (включая внутренние схемы), мОм 100–200 при 6 В 200–300 при 6 В 150–250 при 7,2 В 200–300 при 7,2 В
Число циклов заряд/разряд (при снижении начальной емкости до 80%) 1500 300–500 500–1000 300-500
Время быстрого заряда, ч 1 (типовое) 2-4 2-4 2-4
Устойчивость к перезаряду средняя низкая очень низкая низкая
Саморазряд/в месяц (при комнатной температуре), % 20 30 10 -10
Напряжение элемента (номинальное), В 1,25 1,25 3,6 3,6
Ток нагрузки

Пиковый, C*

Оптимальный, C

20

1

5

0,5 и ниже

>2

1 и ниже

>2

1 и ниже

Диапазон температур при эксплуатации (только разряд), °С –40…60 –20…60 –20…60 0…60
Требования к обслуживанию Через 30–90 дней Через 60–90 дней Не требуется Не требуется

Методы заряда аккумуляторов

Для заряда перечисленных типов аккумуляторов применяют, как правило, четыре режима.

Медленный заряд постоянным током и напряжением. Самый безопасный и длительный метод заряда. Обычно проводится величиной тока, численно равной 0,1–0,2 С (С — емкость аккумулятора в мА·ч).

Быстрый заряд. Проводится при постоянном напряжении с величиной тока 0,3–1,0 С. При заряде большим током возможен перегрев аккумулятора и даже необратимый выход его из строя, сопровождающийся небольшим взрывом. Для предотвращения опасных последствий в Li-Ion и Li-Pol аккумуляторы встраивают термопредохранитель и термодатчик, выводы которого доступны для подключения к внешней схеме контроля. Термопредохранитель обычно встраивается также в NiCd и NiMH аккумуляторы, а в некоторых типах встроен и термодатчик (более дорогие модели аккумуляторов). Если термодатчик в аккумуляторе отсутствует, его можно установить в контейнер, держатель аккумуляторов. При заряде NiCd и NiMH аккумуляторов датчик температуры используется для определения момента окончания быстрого заряда — при достижении аккумулятором максимальной емкости его температура резко возрастает, что служит сигналом завершения процесса для контроллера зарядного устройства.


DV-заряд
. Наиболее быстрый и эффективный метод заряда NiCd и NiMH аккумуляторов. Метод основан на физическом свойстве этих устройств: при достижении максимальной емкости напряжение аккумулятора несколько уменьшается (
DV NiCd аккумуляторов составляет 15–20 мВ, NiMH — 5–10 мВ), что и служит индикатором окончания заряда. Применение метода может быть затруднено малыми величинами
DV, которые могут быть легко маскированы импульсными помехами от других устройств или узлов прибора. Кроме того, контроллеры, поддерживающие функцию заряда методом
DV, сравнительнодороги: $4–8.

Реверсивный заряд. Характеризуется чередованием длинных импульсов заряда и коротких импульсов разряда. Соотношение длительностей разряда/заряда 1/20…1/8. Оптимальное соотношение выбирается в соответствии с рекомендациями производителя аккумулятора. Реверсивный метод наиболее полезен для заряда NiCd и NiMH аккумуляторов, для которых характерен так называемый «эффект памяти». Причиной его является образование на электродах нерабочих областей, если в процессе эксплуатации аккумулятор не разряжен до нижнего порогового значения (типичное минимальное напряжение 0,9–1,0 В для элементов с номинальным напряжением 1,2 В) перед началом заряда. Чередование импульсов заряда и разряда оказывает «тренирующий» эффект на аккумулятор, уменьшая объем нерабочих областей на электродах. Вторым полезным эффектом реверсивного метода является то, что происходит рекомбинация газов, образующихся при заряде, и в результате температура заряжаемого аккумулятора снижается.

Особенности заряда Li-Ion и Li-Pol-аккумуляторов

Li-Ion и Li-Pol аккумуляторы обладают самой высокой удельной емкостью среди массово применяемых типов, высоким напряжением на элемент (3,6 В), лишены «эффекта памяти» и не требуют периодического проведения мероприятий по восстановлению ресурса («тренировки»), как NiCd и NiMH аккумуляторы.

Среди их недостатков необходимо отметить крайнюю критичность к перезаряду и глубокому разряду. Напряжение заряда не должно отличаться от документированного порога более чем на ±50 мВ. И, чтобы предотвратить глубокий разряд, основная нагрузка должна быть отключена от аккумулятора при разряде до 3,0 В (некоторые модели аккумуляторов допускают разряд до 2,75 В).

Следует учитывать, что, кроме основной нагрузки, энергию аккумулятора потребляют встроенные схемы защиты. Суммарный ток потребления встроенными схемами и дежурными (аварийными) цепями питаемой системы не должен превышать 0,1 С. Поэтому аккумуляторы на основе лития должны заряжаться через минимальное время после достижения нижнего порога напряжения, а при отсутствии постоянной нагрузки рекомендуется обеспечивать их максимальную заряженность. Поэтому их можно заряжать при каждом подключении к внешнему источнику стационарного питания, не дожидаясь разряженного состояния. Это решение реализовано во многих устройствах с интерфейсом USB.

Основной способ заряда Li-Ion и Li-Pol аккумуляторов, рекомендуемый производителями, это заряд постоянным напряжением/постоянным током. Глубоко разряженный аккумулятор (обычно критерием глубокой разряженности является уменьшение напряжения на клеммах до 2,9 В, если иное значение не указано в описании аккумулятора) должен заряжаться током 0,1 С. После того как напряжение на аккумуляторе превысит этот порог, рекомендуется продолжить заряд в режиме быстрого заряда током 0,7–1,0 С (для аккумуляторов собственного производства Panasonic рекомендует проводить быстрый заряд током 0,7 С).

Обзор семейства контроллеров заряда Semtech

В состав семейства [1] входят 8 микросхем линейного режима SC80x и импульсный контроллер заряда SC1410A. По совокупности функций и параметров контроллеры серии SC80x ориентированы на работу с Li-Ion и Li-Pol аккумуляторами. Контроллер SC1410A является универсальным по типу аккумуляторов и может обслуживать несколько элементов одновременно. В таблице 2 приведены основные характеристики контроллеров заряда.

Несмотря на то, что серия SC80x ориентирована на работу с аккумуляторами на основе лития, их можно применять и для заряда NiCd и NiMH аккумуляторов в качестве источника тока. Благодаря наличию и использованию интерфейса датчика температуры, микросхемы семейства (исключая SC801, SC803 и SC1410A) можно применять для быстрого заряда NiCd и NiMH аккумуляторов.

В таких устройствах, как мобильные терминалы сбора данных, носимые переговорные устройства, мобильные телефоны и терминалы GSM/GPRS на основе встраиваемых модулей, терминалы торгового зала или склада и т. п., общим свойством которых является сравнительно высокое энергопотребление и высокие требования к минимизации массогабаритных характеристик, наиболее эффективно использовать Li-Ion аккумуляторы. Они обладают наилучшим соотношением стоимости, габаритов, энергетического потенциала и удобства эксплуатации. Если по функциям мобильного прибора предполагается периодическое подключение к стационарным устройствам, например, для обмена данными по стандартным интерфейсам, то выгодно, параллельно с обменом, подзаряжать аккумулятор, и потому наличие встроенного узла заряда является технически верным. Тогда к встроенному узлу заряда предъявляются жесткие требования по габаритам. И серия контроллеров заряда SC80x им удовлетворяет: все микросхемы серии выпускаются в миниатюрных корпусах (4Q4 мм и 3Q3 мм) для автоматизированного монтажа на поверхность.

Когда аккумулятор полностью заряжен и присутствует напряжение от внешнего источника, все микросхемы серии SC80x (исключая SC804(A)) могут работать как линейный стабилизатор с малым падением напряжения, что также экономит количество компонентов на печатной плате портативного устройства.

Основные режимы работы контроллеров заряда серии SC80x — заряд малым током, быстрый заряд, прекращение заряда, режим слежения за напряжением на аккумуляторе, режим линейного стабилизатора с малым падением напряжения (кроме SC804(A)), отключение устройства. Каждый контроллер серии обладает также особенностями, которые предоставляют дополнительные функции, эффективные для решения возможных специфических задач применения.

Особенности контроллеров заряда серии SC80x

Контроль и управление величиной зарядного тока

Количество циклов заряда-разряда Li-Ion аккумуляторов, указанное в документации к ним, не является величиной постоянной и может варьироваться в значительных пределах. Типичное значение, которое указывает, например, Panasonic, составляет 500 циклов. Но, в зависимости от условий эксплуатации и скрупулезности управления режимом заряда, ресурс аккумулятора может варьироваться от 300 до 1500 циклов.

Для продления срока жизни и регулярного достижения максимальной емкости заряда аккумулятора (соответственно, для увеличения промежутка времени между циклами заряда) и в устройствах, допускающих более сложное схемотехническое решение, важно контролировать не только напряжение аккумулятора, но и управлять величиной тока заряда.

В начале процесса заряда контроллер работает как источник постоянного тока (рис. 1).

Рис. 1. Типовая диаграмма процесса заряда LiFIon аккумуляторов Panasonic

Величина зарядного тока задается резистором RPRGM, подключаемым к выводу IPRGM (рис. 2).

Рис. 2. Типовая схема включения контроллеров заряда SC802 (SC802A)

Напряжение на аккумуляторе при этом нарастает. После достижения номинального напряжения (4,1 В, 4,2 В или установленное в соответствии с документацией на аккумулятор) контроллер автоматически переходит в режим заряда при постоянном напряжении, а ток начинает уменьшаться. Порог окончания заряда определяется по снижению тока через аккумулятор величиной резистора RTERM на выводе ITERM.

Усовершенствовать и ускорить заряд можно, если обеспечить аналоговое регулирование тока через аккумулятор вместо начального режима заряда постоянным током и в соответствии с рекомендациями производителя аккумулятора, которые он обычно предоставляет по запросу.

Функцию аналогового регулирования тока заряда поддерживают контроллеры SC802, SC802A, SC804 и SC804A. Для управления величиной тока заряда служит вход AFC. Величина напряжения, подаваемого на него от ЦАП или микроконтроллера с аналоговым выходом, пропорциональна выходному току:

Различие между SC802(A) и SC804(A) по рассмотренной функции состоит в том, что SC804(A) обеспечивает более точное управление током заряда — не хуже 4% (SC802(A)— 10%) и диапазон входного напряжения VAFC у SC804(A) составляет от 0 до VCC — 1,0 В, а для SC802(A) — от 0 до 1,5 В.

Установка напряжения заряда

Наибольшее распространение получили Li-Ion аккумуляторы, для заряда которых требуется напряжение 4,1 В или 4,2 В. Выбор одного из указанных напряжений обеспечивают SC801, SC802(A), SC803; контроллеры SC805 и SC806 обеспечивают только VOUT = 4,2 В. Для выбора величины выходного напряжения SC801–SC803 служит вход VPRGM (рис. 3): для VOUT = 4,1 В на вход VPRGM необходимо подать низкий логический уровень (подключить к общему проводу), для VOUT = 4,2 В вход VPRGM подключить к высокому логическому уровню (вход подачи питания от внешнего источника VCC ; для SC801 — к выходу CP).

Рис. 3. Типовая схема зарядного устройства на основе SC801

Однако промышленностью выпускаются также аккумуляторы, для заряда которых требуется напряжение, отличное от рассмотренных. Контроллеры SC801–SC804 предоставляют возможность установить произвольное напряжение на выходе в пределах от 3,4 до 6 В с помощью резистивного делителя в цепи обратной связи. Примеры таких зарядных устройств приведены на рис. 4 и 5.

Рис. 4. Зарядное устройство с выходным напряжением 4,8 В на основе SC801

Измерение напряжения на клеммах аккумулятора

Эта функция позволяет конструктору проектировать печатную плату свободнее и более точно измерять напряжение аккумулятора непосредственно на его клеммах. Если контейнер аккумулятора удален от зарядного устройства на некоторое расстояние, допустимая погрешность напряжения заряда Li-Ion аккумулятора (±50 мВ) может быть превышена из-за влияния остальных компонентов системы (импульсные помехи) и падения напряжения на силовых линиях.

В этом случае необходим контроль напряжения непосредственно на клеммах аккумулятора. Функцию поддерживают контроллеры SC801–804. Линии обратной связи подключаются к выводам BSEN (положительный электрод) и GND (или REFGND — у контроллеров SC802(A) и SC804(A) для развязки от возможных помех по общему проводу) — отрицательный электрод.

Ограничение времени заряда

В алгоритмах заряда производители аккумуляторов рекомендуют контролировать и его длительность — для определения возможного выхода из строя аккумулятора и выключения процесса во избежание аварийных ситуаций (например, взрыв аккумулятора в результате неисправности термопредохранителя и перегрева, разгерметизации) или для максимизации заряда. Если в течение заранее установленного времени не достигнуто условие штатного окончания процесса, зарядное устройство должно автоматически выключиться. Контроллеры SC802(А), SC804(А) оснащены встроенным таймером на 3 часа.

С помощью внешнего резистора, подключаемого к выводу RTIME, время срабатывания таймера может быть изменено в пределах от 2 до 6 часов. Контроллер SC805 также оснащен таймером, интервал которого может устанавливаться в пределах 1–10 часов.

Если ограничивать время заряда не нужно, таймер может быть отключен путем соединения входа RTIME с общим проводом. Подключение входа RTIME SC805 к напряжению питания VCC переводит контроллер в режим линейного стабилизатора с малым падением напряжения.

Таким образом, из вышеизложенного видно, что контроллеры заряда аккумуляторов серии SC80x позволяют успешно реализовать компактные и эффективные узлы заряда Li-Ion, NiMh и NiCd аккумуляторов в портативных устройствах с автономным питанием.

Литература
  1. Контроллеры зарядных устройств для аккумуляторов. Таблица параметров. http://www.semtech.com/products/parametric-search.jsp?navId=H0,C100,C149
  2. Аккумуляторы для мобильных устройств — разновидности, сравнительные характеристики. http://www.ixbt.com/mobile/acc.html
  3. Аккумуляторы для мобильных устройств — методы заряда. http://www.ixbt.com/mobile/battery-charge.html
  4. Методы заряда NiCd и NiMH аккумуляторов. http://battery.newlist.ru/ch_methods.htm
  5. Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы http://www.ixbt.com/mobile/review/lipol.shtml
  6. Charging Sealed Nickel-Metal Hydride Batteries. Duracell. http://www.duracell.com/oem/Pdf/others/nimh_6.pdf
  7. Nickel Metal Hydride Batteries http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/chem/nicmet/index.html
  8. Nickel Cadmium Batteries http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/chem/lithion/index.html
  9. Lithium Ion Batteries http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/chem/niccad/index.html

Контроллер зарядки литий─ионного аккумулятора

Многие читатели сайта спрашивают о том, что такое контроллер заряда литий─ионного аккумулятора, и для чего он нужен. Этот вопрос кратко упоминался в материалах, где описывались различные типы литиевых аккумуляторов. Этот тип аккумуляторных батарей практически всегда имеет в своём составе контроллер зарядки, ещё называемый платой защиты Battery Monitoring System (BMS). В этой заметке подробнее рассмотрим, что это за устройство, и как оно функционирует.

 

Содержание статьи

Что представляет собой контроллер зарядки Li─Ion аккумуляторов?

Простейший вариант контроллера зарядки литий─ионных АКБ можно увидеть, если разобрать аккумулятор планшетного компьютера или телефона. Он состоит из банки (аккумуляторного элемента) и печатной платы защиты BMS. Это и есть контроллер зарядки, который можно видеть на фото ниже.

Контроллер зарядки Li─Ion аккумулятора



Основой здесь является микросхема контроллера защиты. Полевые транзисторы используются для раздельного управления защитой при зарядке и разрядке аккумуляторного элемента.

Назначение контроллера защиты в том, что он следит за тем, чтобы банка не заряжалась выше напряжения 4,2 вольта. Литиевый аккумуляторный элемент имеет номинальное напряжение 3,7 вольта. Перезаряд и превышение напряжения выше 4,2 вольта могут привести к тому, что элемент выйдет из строя.

В аккумуляторах смартфонов и планшетов плата BMS следит за процессом заряда и разряда одного элемента (банки). В аккумуляторах ноутбуков таких банок несколько. Обычно от 4 до 8.

Контроллер зарядки и литий─ионные элементы аккумулятора ноутбука



Также контроллер следит за процессом разрядки аккумуляторного элемента. При падении напряжения ниже порогового (обычно 3 вольта) схема отключает банку от потребителя тока. В результате устройство, работающее от аккумулятора, просто выключается.
Среди прочих функций контроллера зарядки стоит отметить защиту от короткого замыкания. На некоторых платах защиты BMS устанавливается терморезистор для защиты аккумуляторного элемента от перегрева.
Вернуться к содержанию
 

Платы защиты BMS для литий─ионных аккумуляторов

Контроллер, рассмотренный выше, является простейшим вариантом защиты BMS. На самом деле разновидностей таких плат гораздо больше и есть довольно сложные и дорогостоящие. В зависимости от сферы применения выделяют следующие виды:

  • Для портативной мобильной электроники;
  • Для бытовой техники;
  • Применяемые в возобновляемых источниках энергии.

Часто такие платы защиты BMS можно встретить в составе систем с солнечными батареями и в ветряных генераторах. Там, как правило, верхний порог срабатывания защиты по напряжению составляет 15, а нижний – 12 вольт. Сам аккумулятор в штатном режиме выдаёт напряжение 12 вольт. К аккумуляторной батарее подключается источник энергии (например, солнечная панель). Подключение выполняется через реле.

Пример контроллера заряда для солнечной панели



При увеличении напряжения на аккумуляторе более 15 вольт срабатывают реле и размыкают цепь заряда. После этого источник энергии работает на предусмотренный для этого балласт. Как говорят специалисты, в случае с солнечными панелями это может дать нежелательные побочные эффекты.

В случае ветряных генераторов BMS контроллеры применяются обязательно. Контроллеры зарядки литий─ионных аккумуляторов для бытовой техники и мобильных устройств имеют существенные различия. А вот контроллеры аккумуляторов ноутбуков, планшетов и телефонов имеют одинаковую схему. Разница заключается только в количестве контролируемых аккумуляторных элементов.
Вернуться к содержанию
 

Как зарядить литий─ионных аккумулятор без контроллера?

Здесь сразу стоит сказать, что заряжать Li─Ion банку в обход контроллера крайне не рекомендуется. В этом случае все функции контроллера зарядки вы должны будете выполнять самостоятельно. То есть, нужно будет вовремя отключить заряд при достижении верхнего порога напряжения, а также следить за температурой банки. Поэтому так делать крайне нежелательно.

Зарядка банки аккумулятора телефона без контроллера


Вместе с тем бывают ситуации, когда есть реальная необходимость в такой зарядке. Например, банка сильно разряжена и контроллер не позволяет зарядить её штатным способом. Такое бывает, если устройство долго не использовалось, и аккумулятор испытал глубокий разряд.

Тогда следует отпаять плату BMS, подключить зарядное устройство к выводам банки и провести зарядку. Конкретные параметры зарядки зависят от аккумуляторного элемента. Если банок несколько, как в батарее ноутбука, нужно будет определять разряженные и проводить их зарядку отдельно. В любом случае процесс зарядки литиевого аккумулятора должен идти под контролем. Нужно проверять напряжение элемента и прервать процесс при достижении верхнего порога по напряжению. Кроме того, следует следить за температурой банки.
Вернуться к содержанию
 

Опрос

Примите участие в опросе!

 Загрузка …
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию

Схема подключения контроллера и литиевого аккумулятора ма. Контроллер заряда Li-ion аккумулятора. Как правильно заряжать литий-ионные аккумуляторы

Покупался лот из десяти штук, для переделки питания кое-каких устройств на li-ion аккумуляторы (сейчас в них используется 3АА аккумулятора ), но в обзоре я покажу другой вариант применения этой платы, который, хоть и не задействует все её возможности. Просто из этих десяти штук нужны только будут только шесть, а покупать поштучно 6 с защитой и пару без защиты получается менее выгодно.

Основанная на TP4056 плата заряда с защитой для Li-Ion аккумуляторов c током до 1A предназначена для полноценной зарядки и защиты аккумуляторов (к примеру, популярных 18650 ) с возможностью подключения нагрузки. Т.е. данную плату можно легко встроить в различные устройства, такие как фонарики, светильники, радиоприемники и т.д.,с питанием от встроенного литиевого аккумулятора, и заряжать его не вынимая из устройства любой USB-зарядкой через microUSB разъем. Ещё эта плата отлично подойдет для ремонта сгоревших зарядок Li-Ion аккумуляторов.

И так, кучка плат, каждая в индивидуальном пакетике (тут уже конечно меньше чем покупалось )

Выглядит платка вот так:

Можно рассмотреть поближе установленные элементы

Слева microUSB вход питания, питание также продублировано площадками + и — под пайку.

В центре контроллер заряда, Tpower TP4056, над ним пара светодиодов, отображающих либо процесс заряда (красный) либо окончание заряда (синий), под ним резистор R3, изменяя номинал которого можно изменить ток заряда аккумулятора. TP4056 заряжает аккмуляторы по алгоритму CC/CV и автоматически завершает процесс зарядки, если ток заряда снижается до 1/10 от установленного.

Табличка номиналов сопротивления и зарядного тока, согласно спецификации контроллера.


  • R (кОм) — I (mA)

  • 1.2 — 1000

  • 1.33 — 900

  • 1.5 — 780

  • 1.66 — 690

  • 2 — 580

  • 3 — 400

  • 4 — 300

  • 5 — 250

  • 10 — 130

правее стоит микросхема защиты аккумулятора (DW01A), с необходимой обвязкой (электронный ключ FS8205A 25мОм с током до 4А), и на правом краю есть площадки B+ и B- (будьте внимательны, возможна плата не защищена от переполюсовки ) для подключения аккумулятора и OUT+ OUT- для подключения нагрузки.

С обратной стороны платы нет ничего, так что её можно, например, приклеить.

А теперь вариант применения платы заряда и защиты li-ion аккумуляторов.

Ныне почти во всех видеокамерах любительского формата в качестве источников питания используются li-ion аккумуляторы напряжением 3,7В, т.е. 1S. Вот один из дополнительно купленных аккумуляторов для моей видеокамеры


У меня их несколько, производства (или маркировки ) DSTE модель VW-VBK360 емкостью по 4500мАч (не считая оригинального, на 1790мАч )

Зачем мне столько? Да, конечно, моя камера заряжается от БП с номиналами 5В 2А, и купив отдельно штекер USB и подходящий разъем, я теперь могу её заряжать и от повербанков (и это одна из причин зачем мне, и не только мне, их столько ), да вот только снимать на камеру, к которой ещё и тянется провод — неудобно. Значит надо как-то заряжать аккумуляторы вне камеры.

Я уже показывал в вот такую зарядку

Да-да, это она, с поворачивающейся вилкой американского стандарта

Вот так она легко разделяется

И вот так, в неё вживляется плата заряда и защиты литиевых аккумуляторов

И конечно же, я вывел пару светодиодов, красный — процесс заряда, зеленый — окончание заряда аккумулятора

Вторая плата была установлена аналогично, в зарядку от видеокамеры Sony. Да, конечно, новые модели видеокамер Sony заряжаются от USB, у них даже есть не отсоединяющийся USB-хвостик (глупое на мой взгляд решение ). Но опять же, в полевых условиях, снимать на камеру, к которой тянется кабель от повербанка менее удобно чем без него. Да и кабель должен быть достаточно длинным, а чем длиннее кабель, тем больше его сопротивление и тем больше на нем потери, а уменьшать сопротивление кабеля увеличивая толщину жил, кабель становится более толстым и менее гибким, что не добавляет удобства.

Так что из таких плат для заряда и защиты li-ion аккумуляторов до1А на TP4056 легко можно сделать простое зарядное устройство для аккумулятора своими руками, переделать зарядное устройство на питание от USB, например для зарядки аккумуляторов от повербанка, сделать ремонт зарядного устройства при необходимости.

Все написанное в этом обзоре можно увидеть в видеоверсии:

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 .

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 .

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.

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

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:

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:

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.

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.



Прогресс идет вперед, и на смену традиционно используемым NiCd (никель-кадмиевым) и NiMh (никель-металлогидридным) всё чаще приходят литиевые аккумуляторы.
При сравнимом весе одного элемента, литий имеет большую ёмкость, кроме того, напряжение элемента у них в три раза выше — 3,6 V на элемент, вместо 1,2 V.
Стоимость литиевых аккумуляторов стала приближаться к обычным щелочным батареям, вес и размер намного меньше, да к тому же их можно и нужно заряжать. Производитель говорит, 300-600 циклов выдерживают.
Размеры есть разные и подобрать нужный не составляет труда.
Саморазряд настолько низкий, что лежат годами и остаются заряженными, т.е. устройство остается рабочим когда оно нужно.

«С» значит Capacity

Часто встречается обозначение вида «xC». Это просто удобное обозначения тока заряда или разряда аккумулятора с долях его ёмкости. Образовано от английского слова «Capacity» (вместимость, ёмкость).
Когда говорят о зарядке током 2С, или 0.1С, обычно имеют в виду, что ток должен составлять (2 × емкость аккумулятора)/h или (0.1 × емкость аккумулятора)/h соответственно.
Например, аккумулятор емкостью 720 mAh, для которого ток заряда составляет 0.5С, надо заряжать током 0.5 × 720mAh/h = 360 мА, это относится и к разряду.

А можно сделать самому простое или не очень простое зарядное устройство, в зависимости от вашего опыта и возможностей.

Схема простого зарядного устройства на LM317


Рис. 5.


Схема с применением обеспечивает достаточно точную стабилизацию напряжения, которое устанавливается потенциометром R2.
Стабилизация тока не столь критична, как стабилизация напряжения, поэтому достаточно стабилизировать ток с помощью шунтирующего резистора Rx и NPN-транзистора (VT1).

Необходимый ток зарядки для конкретного литий-ионного (Li-Ion) и литий-полимерного (Li-Pol) аккумулятора выбирается путём изменения сопротивления Rx.
Сопротивление Rx приблизительно соответствует следующему отношению: 0,95/Imax.
Указанное на схеме значение резистора Rx соответствует току в 200 мА, это примерное значение, зависит так же от транзистора.

Надо снабдить радиатором в зависимости от тока заряда и входного напряжения.
Входное напряжение должно быть выше напряжения аккумулятора минимум на 3 Вольта для нормальной работы стабилизатора, что для одной банки составляет?7-9 V.

Схема простого зарядного устройства на LTC4054


Рис. 6.


Можно выпаять контролер заряда LTC4054 из старого сотового телефона, к примеру, Samsung (C100, С110, Х100, E700, E800, E820, P100, P510).


Рис. 7. У этого мелкого 5-ногого чипа маркировка «LTH7» или «LTADY»

Вдаваться в мельчайшие подробности работы с микросхемой я не буду, всё есть в даташите. Опишу только самые необходимые особенности.
Ток заряда до 800 мА.
Оптимальное напряжение питания от 4,3 до 6 Вольт.
Индикация заряда.
Защита от КЗ на выходе.
Защита от перегрева (снижение тока заряда при температуре больше 120°).
Не заряжает аккумулятор при напряжении на нём ниже 2,9 V.

Ток заряда задается резистором между пятым выводом микросхемы и землей по формуле

I=1000/R,
где I — ток заряда в Амперах, R — сопротивление резистора в Омах.

Индикатор разрядки литиевого аккумулятора

Вот простая схема, которая зажигает светодиод, когда батарея разряжена и её остаточное напряжение близко к критическому.


Рис. 8.


Транзисторы любые маломощные. Напряжение зажигания светодиода подбирается делителем из резисторов R2 и R3. Схему лучше подключать после блока защиты, чтоб светодиод не разрядил аккумулятор совсем.

Нюанс долговечности

Производитель обычно заявляет 300 циклов, но если заряжать литий всего на 0,1 Вольта меньше, до 4.10 В, то количество циклов возрастает до 600 и даже более.

Эксплуатация и меры предосторожности

Можно с уверенностью сказать, что литий-полимерные аккумуляторы самые «нежные» аккумуляторы из существующих, то есть требуют обязательного соблюдения нескольких несложных, но обязательных правил, из-за несоблюдения которых случаются неприятности.
1. Не доспускается заряд до напряжения, превышающего 4.20 Вольт на банку.
2. Не доспускается короткое замыкание аккумулятора.
3. Не доспускается разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60°С. 4. Вреден разряд ниже напряжения 3.00 Вольта на банку.
5. Вреден нагрев аккумулятора выше 60°С. 6. Вредна разгерметизация аккумулятора.
7. Вредно хранение в разряженном состоянии.

Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, остальных — к полной или частичной потере ёмкости.

Из практики многолетнего использования могу сказать, что ёмкость аккумуляторов изменяется мало, но увеличивается внутреннее сопротивление и аккумулятор начинает работать меньше по времени при больших токах потребления — создаётся впечатление, что ёмкость упала.
По этому я обычно ставлю ёмкость побольше, какую позволяют габариты устройства, и даже старые банки, которым лет по десять, работают вполне прилично.

Для не очень больших токов подходят старые аккумуляторы от сотовых.


Из старой ноутбучной батареи можно вытащить много вполне рабочих аккумуляторов формата 18650.

Где я применяю литиевые батареи

Давно переделал шуруповерт и электроотвертку на литий. Пользуюсь этими инструментами нерегулярно. Теперь даже через год неиспользования они работают без подзарядки!

Маленькие батареи ставлю в детские игрушки, часы и т.д., где с завода стояли 2-3 «таблеточных» элемента. Там где нужно ровно 3V добавляю один диод последовательно и получается как раз.

Ставлю в светодиодные фонарики.

В тестер вместо дорогой и малоёмкой «Кроны 9V» установил 2 банки и забыл все проблемы и лишние затраты.

Вообще ставлю везде, где получается, вместо батареек.

Где я покупаю литий и полезности по теме

Продаются . По этой же ссылке найдёте модули зарядок и пр. полезности для самодельщиков.

На счёт ёмкости китайцы обычно врут и она меньше написанной.


Честные Sanyo 18650

И снова устройство для самоделкиных.
Модуль позволяет заряжать Li-Ion аккумуляторы (как защищённые так и незащищённые) от порта USB посредством кабеля miniUSB.

Печатная плата — двусторонний стеклотекстолит с металлизацией, монтаж аккуратный.


Собрана зарядка на базе специализированного контроллера заряда TP4056.
Реальная схема.


Со стороны аккумулятора, устройство ничего не потребляет и его можно оставлять постоянно подключенным к аккумулятору. Защита от КЗ на выходе — есть (с ограничением тока 110мА). Защита от переполюсовки аккумулятора отсутствует.
Питание miniUSB продублировано пятаками на плате.


Работает устройство так:
При подключении питания без аккумулятора, загорается красный светодиод, а синий периодически помаргивает.
При подключении разряженного аккумулятора, красный светодиод гаснет и загорается синий — начинается процесс заряда. Пока напряжение на аккумуляторе меньше 2,9V, ток заряда ограничен величиной 90-100мА. С повышением напряжения выше 2.9V, ток заряда резко возрастает до 800мА с дальнейшим плавным повышением до номинала 1000мА.
При достижении напряжения 4,1V, ток заряда начинает плавно снижаться, в дальнейшем происходит стабилизация напряжения на уровне 4,2V и после уменьшения зарядного тока до 105мА светодиоды начинают периодически переключаться, показывая окончание заряда, при этом заряд всё равно продолжается с переключением на синий светодиод. Переключение идёт в соответствии с гистерезисом контроля напряжения аккумулятора.
Номинальный ток заряда задаётся резистором 1,2кОм. При необходимости, ток можно уменьшить увеличивая номинал резистора согласно спецификации контроллера.
R (кОм) — I (mA)
10 — 130
5 — 250
4 — 300
3 — 400
2 — 580
1.66 — 690
1.5 — 780
1.33 — 900
1.2 — 1000

Конечное напряжение заряда жёстко задано на уровне 4,2V — т.е. не всякий аккумулятор будет заряжен на 100%
Спецификация контроллера.

Вывод: устройство простое и полезное для выполнения конкретной задачи.

Планирую купить +167 Добавить в избранное Обзор понравился +96 +202

Защита литий-ионных аккумуляторов (Li-ion). Я думаю, что многие из вас знают, что, например, внутри аккумулятора от мобильного телефона имеется ещё и схема защиты (контроллер защиты), которая следит за тем, чтобы аккумулятор (ячейка, банка, итд…) не был перезаряжен выше напряжения 4.2 В, либо разряжен меньше 2…3 В. Также схема защиты спасает от коротких замыканий, отключая саму банку от потребителя в момент короткого замыкания. Когда аккумулятор исчерпывает свой срок службы, из него можно достать плату контроллера защиты, а сам аккумулятор выбросить. Плата защиты может пригодиться для ремонта другого аккумулятора, для защиты банки (у которой нету схем защиты), либо же просто можно подключить плату к блоку питания, и поэкспериментировать с ней.

У меня имелось много плат защиты от пришедших в негодность аккумуляторов. Но поиск в инете по маркировкам микросхем ничего не давал, словно микросхемы засекречены. В инете находилась документация только на сборки полевых транзисторов, которые имеются в составе плат защиты. Давайте посмотрим на устройство типичной схемы защиты литий-ионного аккумулятора. Ниже представлена плата контроллера защиты, собранная на микросхеме контроллера с обозначением VC87, и транзисторной сборке 8814 ():

На фото мы видим: 1 — контроллер защиты (сердце всей схемы), 2 — сборка из двух полевых транзисторов (о них напишу ниже), 3 — резистор задающий ток срабатывания защиты (например при КЗ), 4 — конденсатор по питанию, 5 — резистор (на питание микросхемы-контроллера), 6 — терморезистор (стоит на некоторых платах, для контроля температуры аккумулятора).

Вот ещё один вариант контроллера (на этой плате терморезистор отсутствует), собран он на микросхеме с обозначением G2JH, и на транзисторной сборке 8205A ():

Два полевых транзистора нужны для того, чтобы можно было отдельно управлять защитой при заряде (Charge) и защитой при разряде (Discharge) аккумулятора. Даташиты на транзисторы находились практически всегда, а вот на микросхемы контроллеров — ни в какую!! И на днях вдруг я наткнулся на один интересный даташит на какой-то контроллер защиты литий-ионного аккумулятора ().

И тут, откуда не возьмись, явилось чудо — сравнив схему из даташита со своими платами защиты, я понял: Схемы совпадают, это одно и то же, микросхемы-клоны! Прочитав даташит, можно применять подобные контроллеры в своих самоделках, а поменяв номинал резистора, можно увеличить допустимый ток, который может отдать контроллер до срабатывания защиты.

Модуль контроллера заряда TP4056 + защита для аккумуляторов или Вторая жизнь миксера из Икеи

Речь пойдет про очень удобную плату с контроллером заряда на основе TP4056. На плате дополнительно установлена защита для аккумуляторов li-ion 3.7V.

Подходят для переделок игрушек и бытовой техники с батареек на аккумуляторы.
Это дешевый и эффективный молуль (зарядный ток до 1А).

Хоть про модули на чипе TP4056 написано уже много, добавлю немного от себя.
Совсем недавно узнал про платы зарядки на TP4056, которые стоят чуть дороже, по размерам чуть больше, но дополнительно имеют в своем составе BMS модуль (Battery Monitoring System) для контроля и защиты аккумулятора от переразряда и перезаряда на основе S-8205A и DW01, которые отключают батарею при превышении напряжения на ней.

Платы предназначены для работы с элементами 18650 (в основном из-за зарядного тока 1А), но при некоторой переделке (перепайка резистора — уменьшение зарядного тока) подойдут для любые аккумуляторов на 3.7В.
Разводка платы удобная — присутствуют контактные площадки под пайку на вход, на выход и для аккумулятора. Штатно питать модули можно от Micro USB. Статус зарядки отображается встроенным светодиодом.
Размеры примерно 27 на 17 мм, толщина небольшая, самое «толстое» место — это MicroUSB коннектор

Specifications:
Type: Charger module
Input Voltage: 5V Recommended
Charge Cut-off Voltage: 4.2V (±)1%
Maximum Charging Current: 1000mA
Battery Over-discharge Protection Voltage: 2.5V
Battery Over-current Protection Current: 3A
Board Size: Approx. 27 * 17mm
Status LED: Red: Charging; Green: Complete Charging
Package Weight: 9g

По ссылке в заголовке продается лот из пяти штук, то есть цена одной платы около $0.6. Это чуть дороже, чем одна плата зарядки на TP4056, но без защиты — эти продаются пачками за полтора доллара. Но для нормальной работы нужно покупать отдельно BMS.

Коротко о подстройке зарядного тока для TP4056

Модуль контроллера заряда TP4056 + защита для аккумуляторов S-8205A/B Series BATTERY PROTECTION IC
Производит защиту от перезарядки, переразрядки, тройная защита от перегрузки и короткого замыкания.
Максимальный зарядный ток: 1 А
Максимальный постоянный ток разряда: 1 А (пик 1.5А)
Ограничение напряжения зарядки: 4.275 В ±0. 025 В
Ограничение (отсечка) разрядки: 2.75 В ±0. 1 В
Защита аккумулятора, чип: DW01.
B+ соединяется с положительным контактом аккумулятора
B- соединяется с отрицательным контактом аккумулятора
P- подключается к отрицательному контакту точки подключения нагрузки и зарядки.

На плате присутствует R3 (маркировка 122 — 1.2кОм), для выбора нужного тока зарядки элемента выбираем резистор согласно таблице и перепаиваем.

На всякий случай типовое включение TP4056 из спецификации.


Лот модулей TP4056+BMS берется уже не первый раз, уж оказался очень удобен для беспроблемных переделок бытовой техники и игрушек на аккумуляторы.
Размеры модулей небольшие, По ширине как раз меньше двух АА батареек, плоские — замечательно подходят с установкой старых аккумуляторов от сотовых телефонов.

Для зарядки используется стандартный источник на 5В от USB, вход — MicroUSB. Если платы используются каскадом — можно припаять к первой в параллель, на фото видно контакты минуса и плюса по сторонам от MicroUSB разъема.

С обратной стороны ничего нет — это может помочь при креплении на клей или скотч.

Используются разъемы MicroUSB для питания. У старых плат на TP4056 встречался MiniUSB.
Можно спаять платы вместе по входу и только одну подключать к USB — таким образом можно заряжать 18650 каскадами, например, для шуруповертов.

Выходы — крайние контактные площадки для подключения нагрузки (OUT +/–), в середине BAT +/– для подключения ячейки аккумулятора.

Плата небольшая и удобная. В отличие от просто модулей на TP4056 — здесь присутствует защита ячейки аккумуляторов.
Для соединения каскадом нужно соединить выходы под нагрузку (OUT +/–) последовательно, а входы по питанию параллельно.

Модуль идеально подходит для установки в различные бытовые приборы и игрушки, которые предусматривают питание от 2-3-4-5 элементов АА или ААА. Это во-первых, приносит некоторую экономию, особенно при частой замене батареек (в игрушках), а, во-вторых, удобство и универсальность. Использовать для питания можно элементы, взятые из старых аккумуляторов от ноутбуков, сотовых телефонов, одноразовых электронных сигарет и так далее. В случае, если есть три элемента, четыре, шесть и так далее, нужно использовать StepUp модуль для повышения напряжения от 3.7V до 4.5V/6.0V и т.д. В зависимости от нагрузки, конечно. Также удобен вариант на двух ячейках аккумуляторов (2S, две платы последовательно, 7.4V) со StepDown платой. Как правило, StepDown имеют регулировку, и можно подстроить любое напряжение в пределах напряжения питания. Это лишний объем для размещения вместо батареек АА/ААА, но тогда можно не переживать за электронику игрушки.

Конкретно, одна из плат была предназначена для старого икеевского миксера. Уж очень часто приходилось заменять батарейки в нем, а на аккумуляторах он работал плохо (в NiMH 1.2В вместо 1.5В). Моторчику все равно, будет ли его питать 3В или 3.7В, так что я обошелся без StepDown. Даже слегка бодрее крутить стал.

Аккумулятор 08570 от электронной сигареты практически идеальный вариант для любых переделок (емкость около 280мАч, а цена — бесплатно).

Но в данном случае несколько длинноват. Длина АА батарейки 50 мм, а этого аккумулятора 57 мм, не влез. Можно, конечно, сделать «надстройку», например, из пластика полиморфа, но…
В итоге взял мелкий модельный аккумулятор с такой же емкостью. Очень желательно снизить ток зарядки (до 250…300 мА) увеличением резистора R3 на плате. Можно штатный нагреть, отогнуть один конец, и припаять любой имеющийся на 2-3 кОм.

Слева привел картинку по старому модулю. На новом модуле размещение компонентов другое, но все те же самые элементы присутствуют.

Подключаем аккумулятор (Припаиваем) в клеммам в середине BAT +/–, отпаиваем контакты моторчика от пластин-контактор для АА батареек (их вообще убираем), припаиваем нагрузку-моторчик к выходу платы (OUT +/–).
В крышке дремелем можно прорезать отверстие под USB.

Я сделал новую крышку — старую совсем выкинул. В новой продуманы пазы для размещения платы и отверстие под MicroUSB.

Гифка работы миксера от аккумулятора — крутит бодро. Емкости 280мАч хватает на несколько минут работы, заряжать приходится в 3-6 дней, смотря как часто использовать (я пользуюсь редко, можно и за один раз посадить, если увлечься.). Из-за снижения тока зарядки заряжает долго, чуть меньше часа. Зато любой зарядкой от смартфона.

Если использовать StepDown контроллер для р/у машинок, то лучше взять два 18650 и две платы и соединить их последовательно (а входы для заряжания — параллельно), как на картинке. Где общий OUT ставится любой понижающий модуль и регулируется до нужного напряжения (например, 4.5V/6.0V) В этом случае машинка не будет медленно ездить, когда «сядут» батарейки. В случае разряда модуль просто резко отключится.

Модуль на TP4056 со встроенной защитой BMS – очень практичный и универсальный.
Модуль рассчитан на зарядный ток 1А.
Если соединяете каскадом — учитывайте суммарный ток при зарядке, например, 4 каскада для питания аккумуляторов шуруповерта «попросят» 4А на зарядку, а это з/у от сотового телефона не выдержит.
Модуль удобен для переделки игрушек — машинок на радиоуправлении, роботов, различных светильников, пультов… — всех возможных игрушек и техники, где приходится часто менять батарейки.

Сейчас комплект из пяти модулей на TP4056 со встроенной защитой BMS можно приобрести за $2.99 с купоном MICR.

Спецификация контроллера заряда TP4056.
Спецификация на защиту для аккумуляторов S-8205A/B Series BATTERY PROTECTION IC

Update: если минус сквозной, то с запаралелливанием сложнее все.
См комментарии.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Лучшее руководство по покупке литий-ионного солнечного контроллера заряда (2021)

Почему литий-ионный солнечный контроллер заряда?

Автономная фотоэлектрическая солнечная энергетическая система, подключенная к батареям, требует контроллера заряда. Контроллер заряда используется для регулирования зарядки аккумулятора или аккумуляторного блока. Без контроллера заряда аккумулятор не будет заряжаться эффективно и может выйти из строя из-за перезарядки или разрядки.

Литий-ионный солнечный контроллер заряда аналогичным образом требуется для LifePO4 Battery и литий-ионных аккумуляторов.На рынке доступны различные типы батарей с технологическим прогрессом, обеспечивающим высокую эффективность, и варианты, доступные в химии для этого.

Литий-ионный аккумулятор не является исключением в этой гонке аккумуляторов и очень эффективен по сравнению с другими аккумуляторными технологиями. Контроллер заряда обеспечивает максимально возможный уровень работы аккумулятора, а его использование в случае литий-ионного аккумулятора делает накопление энергии более эффективным.

Полезная тема : 10 лучших литиевых солнечных контроллеров заряда и рейтинги 2020-2021 гг.

Что такое литий-ионный контроллер заряда солнечных батарей?

Контроллер заряда, который регулирует зарядку литий-ионной батареи, представляет собой контроллер заряда литиевой батареи от солнечных батарей.

Литий-ионный аккумулятор [1] : Одна треть мирового рынка аккумуляторов занимает литий-ионная технология из-за их высокой плотности и легкости. У них высокое напряжение элемента, быстрая зарядка и низкий саморазряд, а также хороший срок службы при глубоком цикле. Высокая стоимость и безопасность — два ограничивающих фактора литий-ионных батарей. Литий-ионные батареи на ватт дороже, чем свинцово-кислотные. Чтобы защитить аккумулятор от теплового разгона, литий-ионный аккумулятор требует встроенной схемы, в противном случае он может загореться или взорваться.Эти батареи не должны подвергаться воздействию воды, так как они обладают высокой реакционной способностью по отношению к ним.

Энергия накапливается в ионах лития, которые мигрируют от катода к аноду в перезаряжаемой литий-ионной батарее. Электроны освобождаются от анода, подвергающегося окислению, чтобы проводить ток во время разряда, катод приобретает электроны в том же процессе, подвергаясь восстановлению. В этих батареях катод состоит из оксида металлического лития, а анод — из пористого углерода. Жидкий электролит присутствует в большинстве литий-ионных батарей, а некоторые содержат полимерный (гелевый) электролит для переноса заряда между анодом и катодом.Литий-ионный аккумулятор заряжается поэтапно, что видно на графике ниже:

График заряда литий-ионных аккумуляторов

Контроллер заряда солнечных батарей : Электроэнергия, вырабатываемая солнечными панелями, всегда имеет разный уровень напряжения и тока, в зависимости от погодных условий и времени суток. Контроллер заряда регулирует поток заряда от солнечной панели к батарее. Кроме того, он регулирует поток заряда от аккумулятора к подключенной нагрузке. Контроллеры солнечного заряда в основном бывают двух типов:

Контроллер заряда

PWM (широтно-импульсная модуляция) для lifepo4: менее эффективен, но довольно дешев.

Контроллер заряда

MPPT (отслеживание максимальной мощности) для lifepo4: это очень эффективно, но дорого.

Установщик или покупатель выбирают ШИМ или MPPT, поскольку обе технологии могут использоваться для регулирования зарядки литий-ионных аккумуляторов.

Как и когда использовать литий-ионный солнечный контроллер заряда?

Контроллер заряда солнечной батареи PWM или MPPT используется для регулирования заряда батареи в автономной солнечной фотоэлектрической системе.Контроллер заряда литий-ионной солнечной батареи используется, когда литий-ионная батарея используется в качестве накопителя энергии в системе. Следует использовать контроллер заряда, специально разработанный для литий-ионных аккумуляторов, поскольку аккумулятор Lifepo4 имеет особый алгоритм зарядки. В солнечной фотоэлектрической системе, генерирующей электричество с определенным напряжением и током от панели или массива панелей, сначала передается на контроллер заряда.

Регулирование заряда происходит в зависимости от типа солнечного контроллера заряда литиевой батареи (PWM или MPPT).Очень важно регулировать заряд, так как он подключен к аккумулятору для его зарядки. В случае зарядки литиевых аккумуляторов от солнечной энергии контроллер заряда настроен на поэтапную зарядку литий-ионных аккумуляторов. В этом случае важна эффективная зарядка и разрядка аккумулятора, который свидетельствует об успешной установке, если эффективность системы может быть сохранена на максимальном уровне.

На zhcsolar.com поставляется множество различных типов контроллеров заряда солнечных батарей с разной силой тока и мощностью.Выбор правильной емкости контроллера заряда в зависимости от емкости и типа батареи имеет важное значение для производительности системы. Как и модель WP5048D с сайта zhcsolar.com, можно использовать литий-ионные аккумуляторы на 40-50А.

от ZHCSolar: WP5048D 50 А, 48 В Контроллер заряда от солнечных батарей

Очень важно иметь все компоненты солнечной системы в соответствующем соотношении, не меньше или больше, чем требуется. В зависимости от потребности в нагрузке или подключенной (ожидаемой) нагрузки, которая будет обеспечиваться солнечной фотоэлектрической генерацией, должны быть установлены солнечные панели, соответствующие панелям, должны быть установлены контроллеры заряда и батареи.Потери в системе следует учитывать при проектировании и внедрении всей системы.

Литий-ионные аккумуляторы

с жидким или гелевым электролитом являются эффективным вариантом для хранения энергии наиболее подходящим способом. Поскольку эти батареи являются дорогостоящими по сравнению с другими типами батарей, они должны работать с максимально возможной эффективностью и производительностью, чтобы прослужить их долго. Специальные контроллеры заряда солнечных батарей для этих аккумуляторов могут сделать это возможным, и они должны оставаться приоритетом в системе.

Где можно использовать литий-ионный солнечный контроллер заряда?

Автономная система солнечной генерации с аккумулятором в виде литий-ионного аккумулятора требует этого контроллера заряда. Это специальный контроллер солнечного заряда для литий-ионных аккумуляторов и устанавливается на него же. Любой объект, такой как жилые автофургоны, яхты, лодки, водяные насосы, гибридные автомобили или любые автономные объекты, где используется батарея Lifepo4, требует этого конкретного солнечного контроллера заряда.

Он должен быть установлен таким образом, чтобы потери при передаче не возникали, где бы он ни был установлен.Линии передачи от панелей к контроллеру и от контроллера к батарее должны быть эффективными с минимальными потерями. Контроллер солнечной батареи с литиевой батареей может храниться рядом с батареей, чтобы управлять им по мере необходимости.

Свинцово-кислотные батареи против литий-ионных: что лучше для солнечных батарей?

В системах солнечной энергии все чаще используются литиевые батареи, и даже есть тенденция полностью заменять свинцово-кислотные батареи.

Вот несколько основных отличий:

  1. Долговечность / Срок службы батареи : срок службы свинцово-кислотных батарей обычно составляет около 2 лет, в то время как литиевые батареи более долговечны, срок службы более 4-5 лет.и свинцово-кислотная батарея полностью заряжается и разряжается, как правило, в течение 300 раз, в то время как литиевые батареи полностью заряжаются и разряжаются за цикл более 500 раз.
  2. Эффективность : Литиевые батареи более эффективны при зарядке и разрядке. Это означает, что вы можете хранить и использовать больше солнечной энергии в одних и тех же условиях. Например, свинцово-кислотные батареи обычно имеют КПД только 80-85%. Это означает, что если у вас есть 1000 Вт солнечной энергии, поступающей в аккумулятор, после процесса зарядки и разрядки будет доступно только 800-850 Вт.Литиевые батареи имеют КПД более 95%. При тех же условиях у вас будет доступная мощность более 950 Вт. Более высокая эффективность означает, что ваша батарея заряжается быстрее. В зависимости от конфигурации вашей системы это также может означать, что вы можете сэкономить больше денег.
  3. Вес : Плотность энергии литий-ионной солнечной батареи обычно составляет 200 ~ 260 Вт · ч / г, а литиевая батарея в 3-5 раз превышает свинцово-кислотную, что означает, что при той же емкости вес свинцовой батареи кислотная батарея в 3 ~ 5 раз больше литиевой батареи, поэтому в легком накопителе энергии литиевая батарея занимает абсолютное преимущество.Свинцово-кислотные батареи обычно находятся в диапазоне 50 ~ 70 Вт · ч / г, с низкой плотностью энергии и слишком громоздкими.
  4. Техническое обслуживание : Литиевые батареи не требуют специального обслуживания и могут обеспечивать стабильное питание в течение длительного времени, в то время как свинцово-кислотные батареи требуют разного обслуживания в зависимости от типа.
  5. Безопасность : Литиевые батареи из-за стабильности материала катода и надежной конструкции безопасности, литий-железо-фосфатные батареи были тщательно протестированы на безопасность, даже при сильных столкновениях не будут вызывать взрыва, литий-железо-фосфатная высокая термостойкость, окисление электролита емкость мала, а значит, и безопасность.Свинцово-кислотные батареи при зарядке и разряде или использовании будут разряжать газ, если вентиляционное отверстие заблокировано, это приведет к разряду газа, где произойдет взрыв, электролит (разбавленная серная кислота), извергнутый, является коррозионной жидкостью, будет вызывать коррозию. много предметов, а газ, образующийся в процессе зарядки, взрывоопасен.
  6. Система управления батареями : В настоящее время литиевые батареи становятся все более интеллектуальными и функциональными. Литиевую батарею теперь можно отрегулировать в соответствии с потребностями пользователя, продолжительностью использования и т. Д.Многие литиевые батареи могут быть установлены с системой управления BMS, которая может проверять состояние батареи в режиме реального времени на мобильном телефоне. BMS также может определять ток и напряжение аккумулятора, и в случае отклонения от нормы система BMS может автоматически регулировать его.

При сегодняшней глобальной тенденции развития новой энергетики, по сравнению со свинцово-кислотными батареями, литиевые солнечные батареи относительно экологичны как при производстве, так и при переработке.

Типы солнечных литиевых аккумуляторов

Самыми популярными являются литий-железо-фосфатные батареи, батарея не похожа на свинцово-кислотные батареи с эффектом памяти, после более чем 1600 зарядов емкость аккумулятора все еще может достигать 85%, по сравнению со свинцово-кислотными батареями, литиевые батареи имеют Преимущества легкого веса, большой емкости, длительного срока службы.

Преимущества литиевой батареи для солнечной

Экологичность и экологичность

Литиевая батарея может быть установлена ​​непосредственно под солнечной панелью, она имеет небольшой размер и легкий вес для снижения затрат на строительство

Длительный срок службы, аккумулятор lifepo4 в 3-5 раз дольше традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов;

Устойчивость к высоким и низким температурам, может использоваться в среде -4 ° F -140 ° F, специальная литиевая батарея может использоваться в среде -49 ° F;

Не требует обслуживания, хорошая производительность

Заключение

Обязательно использовать контроллер заряда для зарядки аккумулятора 18650 и его эффективного использования.В случае с аккумулятором LiFePo4 еще более важным становится использование контроллера заряда. Литий-ионный аккумулятор дороже, чем другие доступные варианты, и по сравнению с ним более эффективен. Из-за больших затрат становится необходимым использовать специальный контроллер заряда, как упоминалось выше, чтобы продлить срок службы литий-ионного аккумулятора и сделать его безопасным. Такие компании, как zhcsolar, предлагают ряд опций контроллера заряда солнечной батареи, которые можно использовать для регулирования потока заряда литий-ионных аккумуляторов или литий-ионных аккумуляторов.

[ratemypost]

Обзор продуктов редактора : 10 лучших литиевых солнечных контроллеров заряда, сравнение и рейтинги за 2020-2021 годы

Как выбрать лучший контроллер заряда от солнечной батареи MPPT для литиевой батареи:

ZHCSolar предлагает лучший контроллер заряда от солнечных батарей MPPT на рынке, получите бесплатную доставку и купите сейчас.

Для получения дополнительной информации см. Полное руководство по контроллеру заряда MPPT (2021 г.)

Калькулятор размеров для выбора правильного регулятора тока готов к использованию.

Банкноты

Ознакомьтесь с этим списком Best Choice List контроллера заряда солнечной батареи для литий-ионной батареи и литиево-ионной батареи для солнечной батареи RV

[1] http://eecs.ucf.edu/seniordesign/fa2011sp2012/g10/docs/PMCC_Group%2010_SD1.pdf

Линейные литий-ионные контроллеры заряда с малым падением напряжения предотвращают перезарядку, экономят место на плате

Литий-ионные (Li-Ion) батареи

являются предпочтительным источником питания для современных небольших портативных электронных устройств из-за их легкого веса и высокой плотности энергии.Зарядка этих аккумуляторов сопряжена с рядом трудностей. При перезарядке они могут стать опасными для пользователей.

LTC1731 / LTC1732 — линейные контроллеры зарядного устройства постоянного тока / постоянного напряжения для одноэлементных литий-ионных аккумуляторов. Точность выходного напряжения составляет 1% (макс.) В диапазоне от –40 ° C до 85 ° C, что предотвращает возможность перезарядки. Выходной плавающий потенциал внутренне установлен на 4,1 В или 4,2 В для LTC1731 и выбирается по выводу для LTC1732, что устраняет необходимость в дорогостоящем внешнем 0.1% резистивный делитель. Ток зарядки программируется пользователем с точностью до 7%. Небольшой размер LTC1731 и LTC1732, а также небольшое количество необходимых внешних частей делают их идеальными для использования в портативных устройствах, где пространство на плате ограничено.

В начале цикла зарядки, если напряжение батареи низкое (менее 2,457 В), LTC1731 / LTC1732 предварительно зарядит батарею 10% тока полной шкалы, чтобы избежать нагрузки на разряженную батарею.Зарядка прекращается таймером, запрограммированным пользователем. После того, как таймер истечет, зарядку можно перезапустить, сняв и повторно подав источник входного напряжения, или мгновенно отключив компонент. Встроенный компаратор окончания заряда ( C /10) показывает, что ток заряда упал до 10% от тока полной шкалы. Выход этого компаратора также можно использовать для остановки зарядки до истечения таймера.

LTC1731 доступен в корпусах MSOP и SO с 8 выводами, тогда как LTC1732 доступен в корпусах MSOP с 10 выводами.

LTC1731 и LTC1732 обладают следующими функциями:

  • Полный линейный контроллер зарядного устройства
  • Погрешность напряжения 1%
  • Предустановленные версии с выходом 4,1 В или 4,2 В
  • Программируемый таймер прекращения заряда
  • Программируемый ток заряда
  • C /10 Выход обнаружения тока заряда
  • Автоматический переход в спящий режим при отключении входного питания
  • Автоматическая подзарядка низковольтных ячеек
  • Низкий отсев
  • Выберите контакт для установки 4.1 В или 4,2 В (LTC1732)
  • Обнаружение вставки аккумулятора и автоматическая зарядка аккумулятора (LTC1732)

На рисунке 1 представлена ​​блок-схема LTC1731. Ток заряда программируется комбинацией программного резистора R PROG и считывающего резистора R SENSE . R PROG устанавливает ток программирования через внутренний подстроечный резистор 800 Ом, устанавливая падение напряжения с V CC на вход усилителя тока (CA). Усилитель тока управляет затвором внешнего полевого МОП-транзистора с P-каналом, чтобы вызвать одинаковое падение напряжения на R SENSE , который, в свою очередь, устанавливает ток заряда.Когда потенциал на выводе BAT приближается к предварительно установленному напряжению холостого хода, усилитель напряжения (VA) начинает понижать ток, что снижает необходимое падение напряжения на R SENSE , уменьшая ток заряда.

Рис. 1. Блок-схема LTC1731.

Зарядка начинается, когда потенциал на выводе V CC поднимается выше уровня UVLO и программный резистор подключается от вывода PROG к земле. В начале цикла зарядки, если напряжение АКБ ниже 2.457V, зарядное устройство переходит в режим непрерывного заряда. Ток непрерывного заряда составляет 10% от тока полной шкалы. Если напряжение батареи остается низким в течение одной четверти запрограммированного времени зарядки, последовательность зарядки будет прервана.

Зарядное устройство переходит в режим быстрой зарядки с постоянным током после того, как напряжение на выводе BAT поднимается выше 2,457 В. В режиме постоянного тока зарядный ток устанавливается комбинацией R SENSE и R PROG . Когда батарея приближается к конечному напряжению холостого хода, контур напряжения берет на себя управление, и ток заряда начинает уменьшаться.Когда ток падает до 10% от тока полной шкалы заряда, внутренний компаратор выключает N-канальный МОП-транзистор с понижением частоты на выводе CHRG и подключает источник слабого тока к земле, чтобы указать конец заряда ( C /10) состояние.

Внешний конденсатор на выводе TIMER устанавливает общее время заряда. После истечения тайм-аута зарядка немедленно прекращается, и вывод CHRG принудительно переводится в состояние высокого импеданса. Чтобы перезапустить цикл зарядки, просто отключите входной источник питания и снова включите его или на мгновение удерживайте контакт PROG в плавающем положении.

Для таких батарей, как литий-ионные, требующие точного конечного потенциала плавающего заряда, внутренний источник опорного напряжения 2,457 В, усилитель напряжения и резистивный делитель обеспечивают регулирование с точностью выше 1%. Для NiMH и NiCd аккумуляторов LTC1731 / LTC1732 можно превратить в источник тока, подключив вывод TIMER к V CC . В режиме только постоянного тока усилитель напряжения, таймер и функция непрерывного заряда отключены.

Когда входное напряжение отсутствует, зарядное устройство переходит в спящий режим, понижая I CC до 7 мкА.Это значительно снижает расход заряда батареи и увеличивает время ожидания. Зарядное устройство можно отключить, переместив контакт PROG в исходное положение. Внутренний источник тока будет повышать напряжение на этом выводе и фиксировать его на уровне 3,5 В.

LTC1732 оснащен контактом питания переменного тока (ACPR), который указывает, что входной источник питания (сетевой адаптер) включен и превышает уровень блокировки при пониженном напряжении. Вывод SEL позволяет пользователям установить конечный плавающий потенциал батареи на 4,1 В или 4,2 В. LTC1732 также имеет внутренний компаратор, который контролирует потенциал батареи и включает зарядное устройство, когда V BAT падает ниже 3.8В. Эта функция будет поддерживать аккумулятор почти полностью заряженным после истечения тайм-аута, когда аккумулятор остается вставленным.

Формула тока заряда аккумулятора:

I BAT = (I PROG ) • (800Ω / R SENSE ) = (2.457V / R PROG ) • (800Ω / R SENSE )

, где R PROG — полное сопротивление между выводом PROG и землей.

Например, если требуется ток заряда 500 мА, выберите значение для R SENSE , которое упадет на 100 мВ при максимальном токе заряда.

R SENSE = 0,1 В / 0,5 А = 0,2 Ом, затем рассчитайте:

R PROG = (2,457 В / 500 мА) • (800 Ом / 0,2 Ом) = 19,656 кОм

Для лучшей точности по температуре и времени рекомендуется использовать резисторы 1%. Ближайшее значение резистора 1% составляет 19,6 кОм.

Одноячеечное линейное зарядное устройство, 500 мА

На рис. 2 показано типичное зарядное устройство для одноячеечной батареи, использующее LTC1732-4 с входным диапазоном от 5 В до 12 В и током зарядки 500 мА. Программный резистор (R PROG ) устанавливает падение напряжения на измерительном резисторе 100 мВ (R SENSE ).Для R SENSE = 0,2 Ом зарядный ток установлен на 500 мА. Когда напряжение аккумулятора повышается до заданного уровня 4,1 В, LTC1732 переходит в режим постоянного напряжения, а зарядный ток постепенно снижается. Когда зарядный ток достигает 10% от тока полной шкалы, выход вывода CHRG переключается с сильного понижающего N-канального МОП-транзистора на слабый понижающий источник тока 25 мкА, что указывает на состояние C /10. По истечении времени таймера (три часа) на выводе DRV устанавливается высокий уровень, а вывод на выводе CHRG переходит в состояние высокого импеданса.Вывод SEL закорочен на массу, чтобы установить конечный потенциал плавающего заряда батареи на 4,1 В.

Рис. 2. LTC1732-4 Одноэлементное литий-ионное зарядное устройство от 5 В до 12 В.

Зарядное устройство для одноячеечной батареи 1,5 А

LTC1731 также может быть подключен в качестве зарядного устройства на базе переключателя для приложений с более высоким зарядным током (см. Рисунок 3). Как и в линейном зарядном устройстве, ток заряда устанавливается R3 и R4. Вывод на вывод CHRG будет указывать на состояние окончания заряда ( C /10), когда средний ток падает до 10% от значения полной шкалы.На выводе BAT требуется байпасный конденсатор 220 мкФ для поддержания низкого уровня пульсаций напряжения.

Рис. 3. LTC1731 сконфигурирован как зарядное устройство на базе переключателя для приложений с более высоким током.

LTC1731 представляет собой очень компактное, низкое количество деталей и недорогое зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов. Встроенный программируемый таймер обеспечивает прекращение заряда без взаимодействия с микропроцессором.

Контроллер заряда литиевой батареи

— Определение и использование-знания о батареях

Литиевые батареи

являются отличным источником энергии для этого поколения, и так было на протяжении десятилетий.Они хорошо известны своей высокой плотностью энергии, но по-прежнему нуждаются в защите и надлежащем обращении, поскольку могут оказаться опасными.

Что такое контроллер заряда литиевой батареи?

Во-первых, контроллер заряда является жизненно важной частью любой системы питания, которая используется для зарядки аккумуляторов. Неважно, использует ли источник энергии солнечную энергию, топливо, энергию ветра или даже энергосистему, все они имеют контроллеры заряда. Основная функция этих контроллеров — поддерживать надлежащий заряд аккумуляторов и обеспечивать их безопасность при использовании.Таким образом, контроллер заряда литиевой батареи представляет собой защитную меру, установленную в литиевых батареях, которая контролирует батарею во время зарядки и предотвращает любое неправильное поведение в процессе.

Другие типичные функции контроллера заряда включают блокировку обратного тока и предотвращение перезарядки аккумулятора. Это может даже предотвратить чрезмерную разрядку элементов, а также защитить батарею от перегрузок, вызывающих короткое замыкание. Ниже подробно описаны некоторые функции этих контроллеров заряда:

1.Предотвращение перезарядки

Когда заряжаемый аккумулятор достигает своей полной емкости, он не может больше накапливать энергию, подаваемую на него. Если энергия непрерывно подается с полной скоростью, даже когда элементы полностью заряжены, напряжение может возрасти и стать нестабильным. Избыточное напряжение может вызвать напряжение в элементах, и это может увеличить давление внутри них.

Низкотемпературный большой ток Источник питания аварийного пуска 24 В Спецификация батареи: 25.2В28Ач (литиевая батарея), 27В300Ф (блок суперконденсаторов) Температура зарядки : -40 ℃ ~ + 50 ℃ Температура нагнетания: -40 ℃ ~ + 50 ℃ Пусковой ток: 3000A

Химические вещества в литиевой батарее обладают высокой реакционной способностью, и при повышении давления в элементах они становятся нестабильными и активно реагируют. Это может привести к воспламенению газов, образующихся внутри ячеек, и повышению температуры, в результате чего батарея воспламенится и даже взорвется. Контроллер заряда литиевой батареи фактически уменьшает поток энергии к элементам, когда они достигают своего пикового напряжения.Когда напряжение падает из-за использования, контроллер заряда пропускает максимум энергии и заряжает аккумулятор.

Эти контроллеры заряда литиевых батарей могут либо регулировать поток энергии к элементам, включая / выключая ток, либо постепенно уменьшать ток. В целом, аккумулятор защищен от случаев перезарядки, которая может серьезно повредить элементы.

2. Контроль и мониторинг уставок в зависимости от температуры

Уставки могут быть обозначены как различные напряжения, при которых контроллер заряда литиевой батареи изменяет скорость заряда.Наиболее подходящие уставки напряжения, необходимые для контроля заряда, зависят от температуры аккумулятора. Если контроллер обнаруживает низкую температуру батареи, он имеет тенденцию повышать заданные значения. С другой стороны, когда контроллер заряда замечает падение температуры аккумулятора, он повышает заданные значения.

Некоторые контроллеры заряда аккумуляторов поставляются со встроенными датчиками температуры. Эти контроллеры заряда необходимо разместить в месте, где батарея чувствительна к температуре.Тем не менее, лучшие контроллеры заряда, как правило, содержат удаленный датчик температуры в волшебном маленьком кабеле. Зонд обычно подключается непосредственно к литиевой батарее, чтобы передавать фактические показания температуры указанному контроллеру.

3.Защита от перегрузки

Считается, что цепь батареи перегружена, когда ток, протекающий через нее, превышает допустимый. Такой случай может вызвать состояние, известное как тепловой разгон, которое приведет к перегреву аккумулятора и даже возгоранию.Перегрузка обычно вызвана неисправностью проводки или использованием ячеек для питания поврежденного прибора. Таким образом, некоторые контроллеры заряда литиевых батарей содержат встроенную защиту от перегрузки. Они предотвращают протекание избыточного тока в элементы и повышение напряжения, что делает батарею опасной.

4. Отключение при низком напряжении

Литиевые батареи предназначены для разряда большей части их емкости, которая составляет около 80%. Однако, если бы эти элементы были разряжены на 100%, они быстро стали бы нестабильными и в конечном итоге были бы повреждены.Возьмем, к примеру, фонарик. Когда вы используете новые батарейки в фонарике, яркость всегда хорошая и эффективная. Однако со временем яркость становится тусклой, потому что клетки теряют свою емкость.

Если бы вы подождали, пока не погаснет свет от факела, не предпринимая никаких действий, к этому времени клетки были бы повреждены. Емкость, а также срок службы батареи обычно немного уменьшаются. Если вы позволите батарее оставаться в этом разряженном состоянии в течение длительного времени, она быстро изнашивается и быстрее.Отключение нагрузок может быть наиболее эффективным способом предотвращения чрезмерной разрядки, когда все другие средства не работают. Затем вам придется повторно подключить нагрузки после того, как батареи будут достаточно заряжены.

Низкая температура Высокая плотность энергии Прочный полимерный аккумулятор для ноутбука Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2C емкость разряда ≥80% Пыленепроницаемость, устойчивость к падению, защита от коррозии, защита от электромагнитных помех

При низком напряжении контроллер заряда аккумулятора отключает нагрузку в этой уставке и будет подключаться снова только тогда, когда напряжение вернется в норму.

Как использовать контроллер заряда литиевой батареи?

Контроллеры заряда являются жизненно важным элементом любой системы питания, поэтому для ее использования достаточно купить систему питания, которая поставляется с предустановленной системой. Остальные нужно покупать отдельно и прикреплять к батарее, но они не должны быть дорогими по сравнению с общей стоимостью батареи.

Как проверить контроллер заряда аккумулятора?

Многие люди задавались вопросом, как они могут узнать, работает ли контроллер заряда аккумулятора нормально или неисправно.Для этого нужно будет следить за их вольтметром, когда батареи приближаются к полной зарядке во время процесса зарядки. Затем вы можете проверить, достигает ли напряжение, но не превышает ли оно правильных уставок для литиевой батареи. Обращайте внимание на такие заметные признаки, как перегрев. Также проверьте, получаете ли вы ожидаемую емкость аккумулятора. Если нет, значит, проблема с контроллером заряда литиевой батареи.

Заключение

Большинство производителей аккумуляторов стремятся контролировать заряд своих ячеек и, таким образом, определяют различные требования для регулирования напряжения.Вы должны найти хороший контроллер заряда для безопасности вашей системы питания и литиевой батареи.

7 Лучший контроллер заряда от солнечной батареи

Солнечная система — лучший альтернативный источник электроэнергии, и вы можете использовать эту возобновляемую энергию в ночное время с помощью системы, подключенной к батарее.

Солнечная система не может производить энергию без солнечного света. Система накапливает энергию в аккумуляторе в течение дня и позволяет использовать заряд аккумулятора в ночное время.

Контроллер заряда солнечной батареи — это устройство, которое обеспечивает зарядку аккумулятора от солнечных панелей и позволяет контролировать напряжение, входную и выходную энергию.

Вы найдете различные типы контроллеров заряда солнечных батарей с различными опциями и функциями. Лучший контроллер заряда содержит качественные материалы и передовые системы мониторинга.

В этом письме мы представляем общую информацию и рассматриваем лучший солнечный контроллер заряда вместе с полным руководством для покупателя.

Что такое контроллер заряда от солнечных батарей?

Контроллер заряда от солнечных батарей

Контроллер заряда от солнечных батарей — это регулятор напряжения, который защищает аккумулятор от перезарядки и нагрузки.Он работает между солнечными панелями и батареей, чтобы регулировать напряжение или ток от солнечной панели и переходит на батарею.

Контроллер заряда также позволяет пользователям контролировать производительность электроэнергии, вход, выход, зарядку батареи, разрядку батареи и многое другое.

Усовершенствованные контроллеры заряда солнечной энергии имеют различные функции и системы связи для поддержания срока службы батареи и защиты.

Некоторые контроллеры заряда предлагают вам систему удаленного мониторинга и управления солнечной системой через приложение для смартфона.

Итак, солнечные контроллеры заряда являются зарядным устройством и защитой вашей солнечной системы.

Сколько типов контроллеров заряда от солнечных батарей существует?

PWM и MPPT — это два типа контроллеров заряда солнечной энергии, которые вы можете установить в своей солнечной системе.

Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) поддерживает систему зарядки аккумулятора с опциями управления напряжением. Этот контроллер позволяет полностью зарядить аккумулятор и помогает разрядиться. С помощью этого устройства солнечная система может достичь целевого напряжения, необходимого для зарядки аккумулятора.

ШИМ-контроллер обеспечивает зарядку аккумулятора с максимальной эффективностью и безопасностью. Это экономичное и долговременное решение для зарядки малых и средних солнечных систем.

Максимальное отслеживание PowerPoint (MPPT) позволяет пользователю установить косвенное соединение между солнечными панелями и батареей. Он работает как преобразователь постоянного напряжения с защитой от перегрузки и предотвращения низкого напряжения.

MPPT поддерживает напряжение с помощью адаптивного алгоритма и автоматически регулирует входное напряжение, чтобы сделать солнечную систему наиболее эффективной.Хотя MPPT имеет наивысшую эффективность зарядки, он стоит в 2-3 раза больше, чем контроллер заряда солнечной батареи PWM.

Что делает хороший контроллер заряда от солнечных батарей?

5Вт солнечная панель и контроллер заряда.

Если вы уже знакомы с солнечной энергией, у вас могут быть базовые знания об этой возобновляемой энергии и ее оборудовании.

Хороший контроллер заряда солнечной батареи должен иметь некоторые особенности, обеспечивающие максимальную мощность.

В этот раздел мы включаем ключевые особенности солнечного контроллера заряда, которые обеспечивают качество устройства.Давайте изучим.

Типы контроллеров заряда

Вы уже узнали, что MWP и MPPT — это два типа контроллеров заряда солнечных батарей.

Следует учитывать тип в зависимости от солнечной панели и мощности аккумулятора.

Если у вас небольшая или средняя солнечная система, MWP идеально подходит для вас. Напротив, MPPT предлагает вам максимальное отслеживание точки мощности.

Емкость

Вам необходимо установить контроллер, совместимый с мощностью вашей солнечной системы и напряжением батареи.

Некоторые контроллеры заряда имеют другое выходное напряжение, и вы можете использовать их для нескольких солнечных панелей. Попросите продавца подобрать для вас лучший вариант.

Характеристики

Усовершенствованные контроллеры заряда солнечной энергии имеют интеллектуальные функции и несколько вариантов подключения. Вы можете подключить современный контроллер заряда через Bluetooth, приложение для смартфона или ПК.

Система удаленного мониторинга позволяет поддерживать выходное напряжение самым простым способом.

Кроме того, наиболее эффективными функциями для контроллеров заряда солнечных батарей являются интеллектуальная система отображения, настраиваемая входная и выходная мощность, автоматическое определение напряжения.

Обзоры лучших контроллеров заряда от солнечных батарей

Контроллер заряда от солнечных батарей имеет различные функции и особенности для контроля и поддержания эффективности зарядки.

Лучший контроллер заряда от солнечных батарей поможет вам защитить систему, получая при этом максимальную мощность для аккумулятора.

Мы включили 7 эффективных контроллеров заряда солнечных батарей в этот список после сравнения сотен моделей. Мы также просим экспертов подобрать контроллеры с наилучшей производительностью.

Наша цель — предоставить вам превосходный контроллер с расширенными функциями.

Выход Цена 90/450 volt
Контроллеры заряда от солнечных батарей Вход (вольт / ампер) (вольт / ампер) Лучшее для
Renogy Wanderer PWM Контроллер заряда от отрицательного заземления 10 24 В Малые солнечные системы 19,99 $
EPEVER 30A MPPT Контроллер заряда 30 А 12/24 В GEL, герметичные, залитые и литий-ионные батареи 89 $.99
Morningstar — ProStar PWM Контроллер заряда от солнечной батареи 30 А 12/24 В Лучше всего для небольших солнечных батарей $ 187
EPEVER MPPT 904 Amp 90 Контроллер заряда от солнечной батареи RV, дом, лодка и гараж.
Список 7 эффективных контроллеров заряда солнечных батарей

Контроллер заряда EPEVER 30A MPPT

Во-первых, у нас есть контроллер заряда EPEVER MPPT со сверхбыстрой скоростью слежения и превосходной эффективностью слежения.

Эффективность контроллера заряда составляет 99,5%, и вы можете использовать его с аккумуляторами разного размера для первой зарядки.

Обзор:

  • 100 В
  • ЖК-дисплей
  • Автопереключение 12/24 В
  • 10-40 A
  • MPPT контроллер заряда
  • КПД 99,5%
  • Рабочий режим с 4 ступенями нагрузки
  • Общее отрицательное заземление конструкция
  • Максимальная потребляемая мощность до 390 Вт
  • Зарядка аккумулятора от 8 до 32 В
  • 228x164x55 мм
  • 1.26 кг
  • Гарантия 2 года

Этот солнечный контроллер заряда идеально подходит для герметичных, заливных и литий-ионных аккумуляторов лари. Контроллер конструкции с отрицательным заземлением позволит вам автоматически повысить энергоэффективность. Прочная конструкция и вариант с плоской головкой делают контроллер заряда великолепным.

Многофункциональный ЖК-дисплей поможет вам контролировать все, что касается зарядки и разрядки солнечных батарей. Он имеет стандартный контроль точности, который показывает вам нужную информацию на дисплее.

Благодаря 4-ступенчатой ​​технологии зарядки MPPT это устройство выдержит различных рабочих нагрузок . Он поставляется с программируемой опцией для батарей различного размера и мощности.

Контроллер заряда подходит для солнечных панелей мощностью до 390 Вт. Таким образом, это лучший вариант для малых и стартовых солнечных пакетов.

Это устройство обеспечит защиту и безопасность ваших небольших устройств постоянного тока с помощью цепи управления отрицательным зарядом.

Устройство поставляется с высококачественным оборудованием, повышенной производительностью и простой системой мониторинга.

EPEVER — известный бренд солнечных устройств, и компания предлагает 2 года официальной гарантии на этот контроллер заряда. Обеспечит послепродажное обслуживание и доступность запчастей.

Контроллер заряда EPEVER 30A MPPT Плюсы и минусы 9050 и против

Renogy Wanderer PWM Контроллер заряда солнечной батареи с отрицательным заземлением

Этот контроллер заряда солнечной энергии PWM поставляется с модулем Bluetooth и функцией удаленного управления приложением .

С помощью приложения Renogy DC Home APP вы можете отслеживать энергоэффективность, зарядку и разрядку аккумулятора из любого места.

Обзор:

  • 10 AMP
  • 12/24 В
  • Модуль Bluetooth
  • На солнечной энергии
  • 4-ступенчатый режим работы
  • ЖК-экран с подсветкой
  • Совместимость с литий-ионными батареями
  • Защита от перезарядки
  • Защита от короткого замыкания
  • Кабель длиной 16,4 футов
  • Удаленный мониторинг в приложении
  • USB-порт
  • Фотоэлектрический терминал
  • Кнопка ввода
  • Кнопка выбора
  • 4.3 унции
  • 4,7 x 3 x 1,1 дюйма
  • Корпус из АБС-пластика
  • Коррозионно-стойкий

Renogy Wanderer — это контроллер заряда на солнечной батарее 10А для зарядки различных типов аккумуляторов. Имеет неплохой вариант контроллера заряда с супер качественными материалами и схемами .

Этот контроллер заряда Renogy отличается прочной и компактной конструкцией. Легкий материал и простой вариант монтажа помогут установить устройство в любом месте. Он содержит кабель длиной 16 футов, который позволяет подключиться к в режиме plug-and-play.

Этот контроллер заряда имеет 5 Вольт USB-порт для подключения вашей бытовой техники напрямую к солнечной энергии.

С точки зрения безопасности, устройство имеет функций безопасности высокого стандарта . Защита от перезарядки и короткого замыкания обеспечивает безопасность ваших устройств в случае высокого и низкого напряжения.

Для управления вы получите кнопку ввода и выбора. Вы можете выбрать потребляемую мощность и тип батареи вручную, чтобы получить максимальную эффективность.

Встроенная система управления и мониторинга Bluetooth и приложение для смартфона делают устройство удобным для пользователя.Вы можете следить за производительностью вашей солнечной системы из любого места.

Кроме того, антикоррозийный материал АБС защитит устройство от повреждений.

Renogy делает его долговечным, эффективным и простым в использовании . Вы можете положиться на этот известный бренд солнечных батарей.

Renogy Wanderer Плюсы и минусы
Плюсы Минусы
Многофункциональный
Простота установки
Высококачественные материалы
Проблем не обнаружено Контроллер заряда

Pros Контроллер заряда

Renogy предлагает этот блок управления солнечным зарядом с программируемыми параметрами и индикацией кода ошибки.

Вы можете установить различные опции и параметры в зависимости от вашей батареи и емкости солнечной системы.

Обзор:

  • 40 А
  • ЖК-дисплей
  • Регулятор солнечной панели
  • 12/24 В постоянного тока
  • КПД 98%
  • 4-ступенчатое переключение
  • Программируемый параметр
  • Защита от обратной цепи
  • Приложение для смартфона
  • 6,81 x 9,37 x 2,85 дюйма
  • 2,4 фунта
  • Датчик температуры
  • Технология MPPT
  • Порт связи RS232
  • Светодиодный индикатор
  • Электрическая защита

Контроллер заряда отличается превосходным качеством и отличной опцией MPPT.Вы получите максимальную производительность для аккумуляторов, чтобы они все время оставались полностью заряженными.

Обладая мощностью 40 А, он может автоматически обнаруживать системы постоянного тока от 12 до 24 вольт. Устройство совместимо с герметичными, гелевыми, заливными и литий-ионными аккумуляторами. Технология MPPT предлагает 98% эффективности и высокую функцию отслеживания.

Программируемый параметр позволит вам поддерживать 4-ступенчатую зарядку: Bulk, Boost, Float и Equalization.

Это устройство имеет многофункциональный ЖК-экран с высокопроизводительным дисплеем.Светодиодный индикатор отображает рабочую информацию и поддерживает работоспособность системы.

Для обеспечения безопасности контроллер заряда Renogy имеет различные функции управления нагрузкой и защиту от чрезмерной разрядки.

В состав устройства входит датчик температуры с широким диапазоном защиты и рабочих сред. Вы можете установить устройство в суровых условиях.

С портом связи RS232 , контроллер имеет Bluetooth и систему мониторинга приложений Renogy Home.Вы можете получить доступ и контролировать устройство удаленно .

Легкий и Литой под давлением алюминий Конструкция обеспечивает долговечность устройства.

Плюсы и минусы Renogy Rover
Плюсы Минусы
Простая установка
Прочная конструкция
Повышенная безопасность
Проблем не обнаружено
Плюсы Минусы
Различные варианты батарей глубокого разряда
Литой алюминиевый корпус
Простота установки
Несколько систем мониторинга
Проблем не обнаружено
Renogy Rover Плюсы и минусы

Morningstar — ProStar PWM Контроллер заряда солнечной батареи

Контроллер заряда солнечной батареи Morningstar имеет усовершенствованное предупреждение самодиагностики и датчик напряжения.

Это безошибочное устройство, которое будет поддерживать идеальный диапазон напряжения во время подачи питания и зарядки аккумулятора.

Обзор:

  • 30 А
  • Батареи 12/24 В
  • 12,0 унций
  • 7,2 x 4,6 x 2,8 дюйма
  • Срок службы 25 лет
  • Датчик напряжения
  • Встроенная электронная защита
  • Внешний вид из поликарбоната
  • Настраиваемое программирование
  • Предупреждение расширенной самодиагностики
  • Промышленное качество
  • Пять лет гарантии.

Это интеллектуальный контроллер заряда от солнечных батарей, который изготовлен из высококачественных материалов и имеет удобные порты для подключения. При мощности 30 А он заряжает батареи за кратчайшего времени.

Легкая конструкция с корпусом из поликарбоната делает контроллер достаточно прочным для долгой работы. Производитель заявляет, что его продолжительность жизни составляет более 25 лет.

Усовершенствованная система самодиагностики предупредит вас в случае возникновения проблем.Эта функция поможет вам защитить контроллер и другие подключенные устройства в чрезвычайных ситуациях.

Кроме того, датчики напряжения каждый раз отслеживают вход и выход для поддержания стабильного энергоснабжения солнечной системы.

Мощные возможности индивидуального программирования позволяют устанавливать выходную мощность и отслеживать данные за последние 256 дней без компьютера или мобильного приложения.

Вы получите наименьшее количество отказов оборудования и 5-летнюю гарантию со стандартным послепродажным обслуживанием.

Этот контроллер сделан с промышленным качеством, и вы можете положиться на производителя.

У вас будет превосходный контроллер заряда с максимальной эффективностью для ваших солнечных батарей и устройств.

Плюсы и минусы Morningstar 9018 6018 Morningstar Pros Amp Solar Charge Controller

Если вы ищете интеллектуальный солнечный контроллер заряда, он идеально подходит для вас.Устройство оснащено системой автоматического определения напряжения.

Контроллер автоматически обнаружит систему 12/24/48 В постоянного тока.

Обзор:

  • Солнечная энергия
  • Подключение приложения для смартфона
  • ЖК-дисплей
  • 60 А
  • Автоматический параметр
  • Технология MPPT
  • Светодиодный индикатор
  • Защита от короткого замыкания
  • Защита от перегрузки
  • Защита от обратного тока
  • Защита от перезарядки и разрядки
  • КПД 98-99%
  • 11.22 x 8,07 x 4 дюйма
  • 9,26 фунта
  • Bluetooth

Это эффективный контроллер заряда от солнечных батарей, и вы получите эффективные функции для повседневного управления питанием и зарядки. Система поддержания напряжения и управления выходом этого устройства просто фантастическая.

Вы можете положиться на все функции безопасности этого контроллера заряда. Он имеет короткое замыкание и меняет токовую защиту на вход высокого и низкого напряжения.

Защита от перезарядки поможет защитить аккумулятор и другие устройства с питанием от постоянного тока.В то же время защита от перегрузки блокирует чрезмерное потребление энергии от солнечной панели.

Этот контроллер заряда также позаботится о вашей батарее и применит защиту от чрезмерной разрядки при работе с низким напряжением.

Хотя контроллер имеет дополнительную систему защиты, вы получите достаточную мощность и максимальную эффективность до 98 процентов.

Герметичные, гелевые, заливные и литиевые батареи заряжаются быстрее, чем другие контроллеры заряда, поскольку устройство автоматически определяет диапазон напряжения и начинает работать.

Вам не нужно настраивать напряжение, вход и выход, как в других контроллерах заряда солнечных батарей. Интеллектуальные и программируемые параметры делают это проще, чем вы думаете.

Вы можете получить доступ ко всем данным и информации о зарядке удаленно с помощью приложения Renogy. Кроме того, Bluetooth-соединение позволяет подключить смартфон к контроллеру заряда.

Renogy Rover 60 Amp Solar Charge Controller Плюсы и минусы
Плюсы Минусы
Самая низкая частота отказов
Отслеживание точки максимальной мощности
Безопасная зарядка
Проблем не обнаружено
Плюсы Минусы
Прочная конструкция
Длительный срок службы
Высококачественные характеристики
Простота использования
Простая установка
Renogy Rover 60 Amp Solar Charge Controller Плюсы и минусы

BougeRV PWM Solar Charge Controller

Это превосходный солнечный контроллер заряда с интеллектуальным регулятором , обеспечивающим энергоэффективность любого устройства и места.

Устройство сделает вас помощником и защитником вашей батареи.

Обзор:

  • Интеллектуальный регулятор
  • 12/24 В
  • 32-вольтовый высокоскоростной чип
  • Регулируемый параметр
  • ЖК-дисплей
  • Перегрев Быстродействующая защита от солнечных батарей
  • 30 А
  • Защита от обрыва цепи
  • 6 шт. Плоских клемм
  • Защита от перегрузки
  • 2 порта USB
  • 6.26 x 3,94 x 1,53 дюйма
  • 12,1 унции
  • Гарантия 18 месяцев

Контроллер заряда на солнечных батареях BougeRV отличается простой конструкцией и эффективностью. Он подходит для FLD, гелевых, литий-ионных и литий-ионных аккумуляторов.

Контроллер имеет 32-битные микросхемы, которые могут быстрее отслеживать мощность и предоставлять точную информацию о потребляемой и выходной энергии. Вы получите более стабильную информацию о вашей солнечной системе.

С помощью автоматической настройки параметров и поддержки напряжения устройство может автоматически определять диапазон напряжения.Вы можете сэкономить больше времени при подключении батарей и других устройств к контроллеру. Устройство также имеет возможность настройки.

Два порта USB делают устройство более полезным для небольших устройств, таких как смартфоны, камеры и внешние аккумуляторы.

Невероятно то, что вы можете разбудить разряженные батареи с помощью этого контроллера заряда. Технология LifePo4 увеличит разрядившуюся батарею и обеспечит подзарядку.

Вы получите 6 шт. Плоских клемм для установки дополнительных подключений и расширения возможностей зарядки.

BougeRV — это дружественный к клиентам бренд, который стремится предоставить вам лучший сервис. Вы получите 18-месячную официальную гарантию и послепродажное обслуживание этого высококачественного солнечного контроллера заряда.

BougeRV PWM Контроллер заряда от солнечных батарей Плюсы и минусы
Плюсы Минусы
Превосходный дизайн Стандартные функции безопасности Долговечность Проблем не обнаружено
Контроллер заряда EPVER
EP. Контроллер заряда солнечных батарей MPPT

Контроллер заряда солнечных батарей серии EPEVER BN имеет интерфейс Modbus с портом RS485 и датчиком температуры батареи.

Это расширенные функции для контроллеров заряда солнечных батарей MPPT с максимальной эффективностью и безопасностью.

Обзор:

  • На солнечной энергии
  • 20 A
  • 150 В
  • Широкий светодиодный экран
  • Автоматический идентификатор напряжения
  • Датчик температуры
  • Связь с ПК
  • Удаленный мониторинг
  • 600 Вт
  • USB-порт
  • КПД 99,5%
  • 4 варианта зарядки
  • 14.21 x 9,72 x 4,57 дюйма
  • 4,79 фунта

Если вы хотите продлить срок службы батареи вашей солнечной системы, это лучший контроллер заряда солнечной энергии с передовыми технологиями и функциями. Он совместим со свинцово-кислотными, герметичными гелевыми батареями AGM и залитыми батареями.

С помощью настраиваемого и программируемого параметра вы можете настроить параметры батареи и потребляемой мощности. Если вам неизвестен заряд аккумулятора, это устройство может автоматически определить напряжение аккумулятора и солнечной панели и начать зарядку.

Этот контроллер разработан с интерфейсом шины связи RS-485, который позволит вам подключать его к ПК и мобильному приложению.

Интеллектуальная система защиты аккумулятора защищает ваше устройство от перегрузки, перезарядки и перегрева. Кроме того, вы получите эффективную систему защиты от короткого замыкания.

Расширенное отслеживание максимальной мощности позволяет устройству контролировать входную и выходную мощность с эффективностью 99%. Таким образом, вы получите сверхбыстрое отслеживание и большую эффективность солнечной системы, подключенной к батарее.

Вы можете легко получить доступ ко всей информации на большом многофункциональном светодиодном дисплее. Дисплей имеет цифровую графику, которая поможет вам легко настроить мощность устройства.

EPEVER предлагает вам эффективное устройство с расширенными интеллектуальными функциями.

EPEVER MPPT Solar Charge Controller Плюсы и минусы
Плюсы Минусы
Многофункциональный
Интеллектуальное и безопасное подключение
Технология Fast-Tracking
Проблема не обнаружена Плюсы и минусы контроллера заряда

Можно ли запустить солнечную систему без контроллера заряда?

Вы можете запустить солнечную систему без контроллера заряда, если у вас есть солнечный модуль с низкой мощностью.

Когда вы подключаете батарею к солнечной системе, вам нужен контроллер заряда для зарядки батареи от источника постоянного тока.

Часто задаваемые вопросы о контроллере заряда от солнечных батарей

Контроллер заряда от солнечных батарей

Какой контроллер заряда от солнечных батарей самый лучший?

Renogy Wanderer — лучший контроллер солнечного заряда с максимальной эффективностью.

Что лучше: MPPT или PWM?

MPPT — лучший контроллер заряда солнечной энергии благодаря своей высокой эффективности и безопасности.

Как выбрать контроллер заряда для моей солнечной системы?

Сравните характеристики и выходную мощность с мощностью солнечной системы. Это поможет вам найти лучший контроллер солнечного заряда.

Заключение

Итак, вы получили лучший солнечный контроллер заряда с расширенными функциями и высокой эффективностью. Вы можете выбрать наиболее подходящий для вашей солнечной системы.

Если у вас нет предварительных знаний о контроллерах заряда солнечных батарей, вы можете следовать нашим советам.

Контроллер заряда солнечной батареи с отрицательным заземлением и ШИМ Renogy Wanderer идеально подходит для удаленного мониторинга и расширенных функций безопасности.

Напротив, контроллер заряда EPEVER 30A MPPT обладает сверхбыстрой скоростью слежения и отличной эффективностью.

Выберите лучший, сравнив модели и характеристики из списка.

Ткацкий станок 10 А, Контроллер заряда от солнечной батареи для зарядки литиевой батареи

Возврат
Наша политика действует 7 дней.Если с момента покупки прошло 7 дней, к сожалению, мы не сможем предложить вам возврат или обмен. Если вы хотите отменить заказ, сделайте это в течение 24 часов с момента его размещения. Все товары могут быть возвращены в течение 7 рабочих дней со дня доставки.

Чтобы иметь право на возврат, ваш товар должен быть неиспользованным и в том же состоянии, в котором вы его получили. Он также должен быть в оригинальной упаковке.

Некоторые виды товаров не подлежат возврату. Скоропортящиеся товары, такие как продукты питания, цветы, газеты или журналы, возврату не подлежат.Мы также не принимаем товары интимного или гигиенического назначения, опасные материалы или легковоспламеняющиеся жидкости или газы.

Дополнительные невозвратные товары:
Подарочные карты
Загружаемые программные продукты
Некоторые товары для здоровья и личной гигиены

Для завершения возврата нам потребуется квитанция или подтверждение покупки.

Не отправляйте товар обратно производителю.

Существуют определенные ситуации, когда предоставляется только частичное возмещение (если применимо)
Книга с явными признаками использования
CD, DVD, кассета VHS, программное обеспечение, видеоигра, кассета или виниловая пластинка, которая была открыта
Любой предмет, не указанный в его первоначальное состояние, повреждены или отсутствуют детали по причинам, не связанным с нашей ошибкой
Любой товар, возвращенный более чем через 30 дней после доставки

Возврат (если применимо)
Как только ваш возврат будет получен и проверен, мы отправим вам электронное письмо, чтобы уведомить вас о том, что мы получили ваш возвращенный товар.Мы также сообщим вам об утверждении или отклонении вашего возмещения.
Если вы одобрены, то ваш возврат будет произведен в той же форме, в той же форме, в которой был произведен платеж в течение 7 рабочих дней

Поздний возврат или отсутствие возврата (если применимо)
Если вы еще не получили возмещение, сначала проверьте свой банковский счет еще раз.
Затем обратитесь в компанию, обслуживающую вашу кредитную карту. Прежде чем ваш возврат будет официально опубликован, может пройти некоторое время.
Затем обратитесь в свой банк. Перед отправкой возврата часто требуется некоторое время на обработку.
Если вы сделали все это, но еще не получили возмещение, свяжитесь с нами по адресу [email protected]

Предметы со скидкой (если применимо)
Возврату подлежат только товары по обычной цене, к сожалению, товары со скидкой не подлежат возврату.

Обмен (если применимо)
Мы заменяем товары только в том случае, если они неисправны или повреждены. Если вам нужно обменять его на такой же, отправьте нам электронное письмо по адресу [email protected] и отправьте его по адресу: Участок № 21/1 Mathura Road, Faridabad Haryana IN 121003.

Подарки
Если товар был отмечен как подарок при покупке и доставке непосредственно вам, вы получите подарочный кредит на сумму вашего возврата. После получения возвращенного товара вам будет отправлен подарочный сертификат.

Если товар не был помечен как подарок при покупке, или если даритель получил заказ, чтобы передать его вам позже, мы отправим дарителю возмещение, и он узнает о вашем возврате.

Отгрузка
Чтобы вернуть товар, отправьте его по почте по адресу: Plot No.21/1, Mathura Road Faridabad Haryana IN 121003

Вы несете ответственность за собственные расходы по доставке при возврате вашего товара. Стоимость доставки не возвращается. Если вы получите возмещение, стоимость обратной доставки будет вычтена из вашего возмещения.

В зависимости от того, где вы живете, время, необходимое для того, чтобы обмененный товар был доставлен вам, может варьироваться.

Если вы отправляете товар по цене более Rs. 1000, вам следует рассмотреть возможность использования отслеживаемой службы доставки или приобретения страховки доставки.Мы не гарантируем получение возвращенного вами товара.

Политика возврата

Мы хотим быть организацией, ориентированной на клиентов. Следовательно, каждое наше решение и руководящие принципы политики направлены на то, чтобы сделать покупку солнечной энергии счастливой. Поскольку мы хотим стать супербрендом Индии в области солнечной энергии к 2025 году. Это невозможно без превосходного качества обслуживания клиентов. Вот почему мы сохраняем прозрачность нашей политики возврата и отмены для более быстрого решения.

Транзитный урон

Маленькие пакеты отправляются через курьерскую службу Bluedart, Delhivery или Ecom. Если в этом случае будет обнаружен какой-либо предмет, поврежденный во время транспортировки, будут приняты следующие меры.

Незначительные повреждения, возврат 20% от стоимости товара.

Серьезный ущерб, возврат 50% стоимости товара.

Неправильная доставка товара

Мы отправляем сотни пакетов каждый день, наши сотрудники могут ошибаться. В случае доставки не того товара, будут предприняты следующие действия:

Будет возвращен не тот товар. Как только предмет дойдет до склада солнечных батарей, полная сумма будет возвращена.

Тем временем покупатель может сделать новую покупку, чтобы получить тот же товар.

Отмена, пока товар находится в пути

Обычно мы отправляем товар на следующий день с намерением доставить товар в течение 3 дней по всей Индии. Как только товар отправляется в путь, при отмене существующего заказа взимается 10% сборов за отмену.

Отмена по неизбежным причинам

Бывают случаи, когда возникает некоторая неизбежная причина. В случае, если идентификатор заказа был сгенерирован и оплачен частично, за отмену существующего заказа взимается плата за отмену в размере 10% от общей стоимости продукта.

Отмена из-за неработоспособности солнечной системы:

На эффективность солнечной системы влияет множество факторов, таких как ситуация с электричеством в городе, способ установки панелей, электрические параметры и т. Д.После установки система не может быть возвращена.

Genasun 8A 12/24/36 / 48V литиевый MPPT-контроллер Solar BOOST 105-350W

Genasun 8A 12/24/36 / 48V литиевый MPPT-контроллер Solar BOOST 105-350W позволяет солнечной панели более низкого напряжения заряжать батареи более высокого напряжения . Хотите зарядить аккумулятор на 24 В с помощью 48-элементной солнечной панели? Без проблем. Аккумулятор 48В от панели 12В? Мы вас прикрыли. Обладая пиковым КПД 99%, они являются наиболее эффективными контроллерами повышения напряжения в отрасли.True MPPT обеспечивает стабильную производительность, в отличие от «номинальной MPPT» конкурентов. Усовершенствованная электроника внутри контроллера заключена в запатентованный компаунд для заливки, что делает их идеальными для применения в гольф-карах, морских и транспортных средствах.

GVB-8 8A MPPT при 12-48 В

  • Пиковая эффективность 99%
  • Встроенный предохранитель
  • Сверхбыстрое отслеживание MPP
  • Превосходная производительность при слабом освещении
  • Компактный для простой установки

Genasun GVB-8 (Boost) 105–350 Вт MPPT Контроллер повышения заряда литиевых батарей от солнечной энергии Обзор

Хотите увидеть, как сетчатая панель 27 В заряжает аккумулятор 48 В? Получите GVB.
Большинство контроллеров заряда солнечных батарей перемещают энергию от панели с более высоким напряжением к батарее с более низким напряжением. Контроллеры серии GVB, напротив, перекачивают электроэнергию в гору. Эти контроллеры используют стандартную панель 12 В и повышают напряжение для зарядки аккумуляторной батареи 24 В, 36 В или 48 В. Фактически, GVB будет работать практически с любой панелью, напряжение которой ниже напряжения вашей батареи. Это упрощает поиск хорошей панели: просто убедитесь, что ток панели не превышает 8 А и напряжение 63 В (разомкнутая цепь).Панели большего размера дешевле на ватт, чем панели меньшего размера, поэтому использование одной большой панели и повышающего контроллера приводит к значительно более низкой стоимости системы, чем панели меньшего размера, соединенные последовательно с обычным контроллером заряда.

Надежность для критически важных задач
Контроллеры Genasun развернуты в самых удаленных местах на Земле. Они переносят годы в море, суровые антарктические зимы, морозные условия в верхних слоях атмосферы на самолетах, работающих на солнечной энергии, и в некоторых местах за пределами карты.Сделано в США, каждый контроллер проходит полное электрическое тестирование для обеспечения надежности. Если вам нужна критически важная мощность, это ваш контроллер.

High-Speed ​​MPPT: Always on Target
Не все контроллеры отслеживания точки максимальной мощности были созданы одинаково. Большинство из них используют метод развертки и сна, который сканирует весь диапазон напряжения каждые 30-60 секунд. Это нормально для ясного дня со стационарной панелью. Но для движения транспортных средств и изменения облачного покрова требуется более быстрый и продвинутый контроллер.Контроллеры Genasun адаптируются к изменяющимся условиям освещения 20 раз в секунду. Они всегда попадают в цель, улавливая каждую частичку доступного солнечного света. Проще говоря, другие контроллеры не успевают.

Усовершенствованные алгоритмы зарядки литиевых батарей (для литиевых батарей)
Опираясь на более чем девятилетний опыт передовых разработок литиевых батарей, Genasun предлагает полную линейку контроллеров заряда литиевых солнечных батарей. Эти устройства эффективно заряжают наши высокоэффективные литиевые аккумуляторные батареи и многие другие коммерчески доступные литиевые аккумуляторные системы.

Доступны нестандартные напряжения
Genasun предлагает GVB-8 (Boost) с номинальным профилем заряда 12 В, 24 В, 36 В и 48 В. для аккумуляторов LiFePO4. Стандартные напряжения холостого хода соответствуют 3,55 В на элемент для совместимости с большинством аккумуляторов (чтобы убедиться в этом, обратитесь к производителю аккумулятора). Пользовательские напряжения могут быть запрограммированы на заводе в соответствии с постоянным напряжением (постоянным напряжением) вашего химического состава батареи. Пожалуйста, выберите опцию Custom Voltage из раскрывающегося списка и напишите в службу поддержки @ genasun.com, чтобы указать напряжение.

Сделано в США

Характеристики


Светодиодный дисплей
Встроенный светодиодный индикатор быстро сообщит вам, что вы установили контроллер правильно. Легко читаемый, он также сообщит вам, когда аккумулятор заряжается от солнечной энергии и когда аккумулятор полностью заряжен.

Морской класс: надежная мощность после многих лет в море
Контроллеры Genasun Boost обеспечивают надежное питание в самых суровых условиях на земле.GVB уже много лет используют лодки в кругосветных парусных гонках.

Нет поклонников. Реле нет.
Вентиляторы забиваются пылью и грязью. Реле со временем перестают переключаться. В контроллерах Genasun используется передовая электрическая конструкция, в которой эти детали устарели. Благодаря меньшему количеству изнашиваемых движущихся частей контроллеры Genasun выдерживают конкуренцию.

Руководство покупателя — нужен ли мне контроллер заряда солнечной энергии с ШИМ или MPPT?

Зачем нужен контроллер солнечного заряда?

Контроллер заряда солнечной батареи (часто называемый регулятором) похож на обычное зарядное устройство, т.е.е. он регулирует ток, протекающий от солнечной панели в батарею, чтобы избежать перезарядки батарей. (Если вам не нужно понимать причины, прокрутите до конца простую блок-схему). Как и в случае с зарядным устройством для аккумуляторов обычного качества, предусмотрены различные типы аккумуляторов, можно выбрать напряжение поглощения, напряжение холостого хода, а иногда также можно выбрать периоды времени и / или конечный ток. Они особенно подходят для литий-железо-фосфатных батарей, так как после полной зарядки контроллер остается на установленном плавающем или удерживающем напряжении около 13.6 В (3,4 В на элемент) до конца дня.

Наиболее распространенный профиль заряда — это та же базовая последовательность, что и на качественном сетевом зарядном устройстве, то есть объемный режим> режим абсорбции> плавающий режим. Вход в режим оптовой заправки происходит по адресу:

  • восход утром
  • , если напряжение батареи падает ниже определенного напряжения в течение более установленного периода времени, например 5 секунд (повторный вход)

Этот повторный вход в режим большой емкости хорошо работает со свинцово-кислотными аккумуляторами, поскольку падение и падение напряжения хуже, чем для литиевых аккумуляторов, которые поддерживают более высокое и стабильное напряжение на протяжении большей части цикла разряда.

Литиевые батареи

Литиевые батареи

(LiFePO4) не получают выгоды от повторного входа в режим большой емкости в течение дня, так как внутреннее сопротивление литиевых батарей увеличивается при высоком (и низком) состоянии заряда, как показано оранжевыми вертикальными линиями в таблице ниже и необходимо только время от времени балансировать ячейки, что может быть сделано только вокруг напряжения поглощения. Связанная с этим причина состоит в том, чтобы избежать быстрого и большого изменения напряжения, которое будет происходить в этих регионах при включении и выключении больших нагрузок.

Литиевые батареи

не имеют определенного «напряжения холостого хода», и поэтому «напряжение холостого хода» контроллера должно быть установлено равным или чуть ниже «напряжения колена заряда» (как указано в таблице ниже) заряда LiFePO4. профиль, т.е. 3,4 В на элемент или 13,6 В для аккумулятора 12 В. Контроллер должен удерживать это напряжение в течение оставшейся части дня после полной зарядки аккумулятора.

Разница между контроллерами заряда солнечных батарей PWM и MPPT

Суть различия:

  • С ШИМ-контроллером ток выводится из панели чуть выше напряжения батареи, тогда как
  • С ]]> Контроллер заряда солнечной батареи MPPT ток выводится из панели на панели «максимальное напряжение питания» (подумайте о контроллере MPPT как о «интеллектуальном преобразователе постоянного тока в постоянный»).

Часто можно встретить такие лозунги, как «вы получите 20% или более энергии, получаемой от контроллера MPPT».Эта дополнительная плата на самом деле значительно различается, и ниже приводится сравнение, предполагая, что панель находится на полном солнце, а контроллер находится в режиме объемной зарядки. Игнорирование падений напряжения и использование простой панели и простой математики в качестве примера:

Максимальный ток питания панели (Имп.) = 5,0 А

Максимальное напряжение питания панели (Vmp) = 18 В

Напряжение аккумулятора = 13 В (напряжение аккумулятора может варьироваться от 10,8 В до 14,4 В в режиме абсорбционной зарядки).При 13 В усилитель панели будет немного выше, чем максимальный усилитель мощности, скажем, 5,2 А

.

С ШИМ-контроллером потребляемая мощность панели составляет 5,2 А * 13 В = 67,6 Вт. Это количество энергии будет потребляться независимо от температуры панели, при условии, что напряжение панели остается выше напряжения батареи.

С контроллером MPPT мощность панели составляет 5,0 А * 18 В = 90 Вт, т.е. на 25% больше. Однако это слишком оптимистично, поскольку напряжение падает с ростом температуры; Таким образом, если предположить, что температура панели повышается, скажем, на 30 ° C выше температуры стандартных условий испытаний (STC), составляющей 25 ° C, и напряжение падает на 4% на каждые 10 ° C, т.е.е. всего 12%, тогда мощность, потребляемая MPPT, будет 5 А * 15,84 В = 79,2 Вт, то есть на 17,2% больше мощности, чем у ШИМ-контроллера.

Таким образом, наблюдается увеличение сбора энергии с помощью контроллеров MPPT, но процентное увеличение сбора значительно варьируется в течение дня.

Различия в работе ШИМ и MPPT:

ШИМ:

Контроллер ШИМ (широтно-импульсной модуляции) можно рассматривать как (электронный) переключатель между солнечными панелями и батареей:

  • Переключатель находится в положении ВКЛ, когда режим зарядки находится в режиме объемной зарядки
  • Переключатель «щелкает» ВКЛ и ВЫКЛ по мере необходимости (широтно-импульсная модуляция), чтобы поддерживать напряжение батареи на уровне напряжения поглощения.
  • Выключатель выключен в конце абсорбции, в то время как напряжение батареи падает до плавающего.
  • Переключатель снова включается и выключается по мере необходимости (широтно-импульсная модуляция), чтобы удерживать напряжение батареи на уровне плавающего напряжения.

Обратите внимание, что когда переключатель находится в положении ВЫКЛ, напряжение панели будет равным напряжению холостого хода (Voc), а когда переключатель включен, напряжение панели будет равно напряжению батареи + падение напряжения между панелью и контроллером.

Лучшее соответствие панели для ШИМ-контроллера:

Лучшая панель для ШИМ-контроллера — это панель с напряжением, которое чуть выше, чем требуется для зарядки аккумулятора, и с учетом температуры, как правило, панель с Vmp (максимальное напряжение питания) около 18 В для зарядки аккумулятора. Аккумулятор 12 В. Их часто называют панелями на 12 В, хотя их напряжение составляет около 18 В.

MPPT:

Контроллер MPPT можно рассматривать как «интеллектуальный преобразователь постоянного тока в постоянный», т.е.е. он понижает напряжение панели (следовательно, можно использовать «домашние панели») до напряжения, необходимого для зарядки аккумулятора. Ток увеличивается в той же пропорции, что и падение напряжения (без учета потерь на нагрев в электронике), как в обычном понижающем преобразователе постоянного тока в постоянный.

«Умный» элемент в преобразователе постоянного тока в постоянный — это мониторинг точки максимальной мощности панели, которая будет меняться в течение дня в зависимости от силы света и угла наклона, температуры панели, затенения и состояния панели (ей).Затем «умники» регулируют входное напряжение преобразователя постоянного тока в постоянный — на «инженерном языке» он обеспечивает согласованную нагрузку на панель.

Лучшая панель для контроллера MPPT:

Для согласования панели с контроллером MPPT рекомендуется проверить следующее:

  1. Напряжение холостого хода панели (Voc) должно быть ниже допустимого напряжения.
  2. VOC должен быть выше «пускового напряжения», чтобы контроллер «включился».
  3. Максимальный ток короткого замыкания панели (Isc) должен находиться в пределах указанного диапазона
  4. Максимальная мощность массива — некоторые контроллеры допускают «завышение размера», например.g Redarc Manager 30 может иметь подключенную мощность до 520 Вт

Выбор подходящего солнечного контроллера / регулятора

ШИМ — хороший недорогой вариант:

• для небольших систем

• где эффективность системы не критична, например, капельная зарядка.

• для солнечных панелей с максимальным напряжением питания (Vmp) до 18 В для зарядки аккумулятора 12 В (36 В для аккумулятора 24 В и т. Д.).

Лучший контроллер MPPT:

• Для более крупных систем, где целесообразно использование дополнительных 20% * или более энергии

• Когда напряжение солнечной батареи значительно выше, чем напряжение батареи e.грамм. с помощью домашних панелей, для зарядки аккумуляторов 12В

* Контроллер MPPT даст более высокую отдачу по сравнению с контроллером PWM при увеличении напряжения панели. Т.е. панель eArche мощностью 160 Вт, использующая 36 обычных монокристаллических ячеек с максимальной мощностью 8,4 А, будет обеспечивать около 8,6 А при 12 В; в то время как панель 180 Вт, имеющая еще 4 ячейки, будет обеспечивать такую ​​же силу тока, но 4 дополнительных ячейки увеличивают напряжение панели на 2 В. Контроллер PWM не будет собирать дополнительную энергию, но контроллер MPPT будет собирать дополнительные 11.1% (4/36) от панели 180 Вт.

По тому же принципу для всех панелей, использующих элементы SunPower с более чем 32 ячейками, требуется контроллер заряда MPPT, в противном случае контроллер PWM будет собирать ту же энергию от панелей с 36, 40, 44 ячейками, что и с панели с 32 ячейками.

Характеристики и опции солнечного контроллера заряда

Контроллеры

Victron SmartSolar имеют встроенный Bluetooth для удаленного мониторинга MPPT путем сопряжения его со смартфоном или другим устройством через приложение Victron.

Контроллеры Boost MPPT

Контроллеры заряда

Genasun «Boost» MPPT позволяют заряжать аккумуляторы, которые имеют более высокое напряжение, чем панель.

Комбинированное зарядное устройство MPPT и DC-DC

Функция MPPT является естественным дополнением к функции зарядного устройства DC-DC, и есть несколько качественных брендов, которые предоставляют ее в стадии разработки.
Один блок можно использовать отдельно, поскольку он автоматически переключается между зарядкой генератора и зарядкой от солнечной энергии.Для более крупных систем мы предпочитаем использовать отдельный контроллер MPPT для фиксированных панелей на крыше и использовать комбинированный контроллер MPPT / DC-DC с переносными панелями. В этом случае разъем Андерсона размещается снаружи дома на колесах, который затем подключается к солнечному входу блока MPPT / DC-DC.

Обратите внимание, что емкость аккумулятора должна быть достаточной, чтобы суммарный зарядный ток от одновременной зарядки от генератора переменного тока и солнечных панелей на крыше не превышал рекомендованный производителем максимальный зарядный ток.

Варианты дешевле

Дешевые контроллеры могут быть помечены как MPPT, но тестирование показало, что некоторые из них на самом деле являются контроллерами PWM.
Дешевые контроллеры могут не иметь защиты аккумулятора от перенапряжения, что может привести к перезарядке аккумулятора и потенциальному повреждению аккумулятора, поэтому покупатель должен быть осторожен.

Несколько солнечных зарядных устройств

При правильном подключении можно добавить несколько солнечных зарядных устройств (любая комбинация типа и мощности) для зарядки аккумулятора.Правильная проводка означает, что каждое солнечное зарядное устройство в идеале подключается отдельно и непосредственно к клеммам аккумулятора. Этот идеальный случай означает, что каждый контроллер «видит» напряжение батареи и на него не влияет ток, исходящий от других контроллеров заряда. Контроллеры, очевидно, не будут иметь идентичных характеристик зарядки и могут иметь разные настройки, и они будут заряжаться в соответствии со своими запрограммированными характеристиками. Эта ситуация ничем не отличается от зарядки аккумулятора от сети / генератора одновременно с зарядкой от солнечной батареи.В современных контроллерах ток не будет течь обратно от батареи к контроллеру (за исключением очень небольшого тока покоя).

Простая блок-схема

Мне нужен контроллер солнечного заряда

Vmp солнечной панели больше:
— 19 В для батареи 12 В
— 34 В для батареи 24 В
— 49 В для батареи 36 В
— 64 В для батареи 48 В

Vmp солнечной панели находится в пределах:
— 17-19 В для батареи 12 В
— 30-34 В для батареи 24 В
— 43-49 В для батареи 36 В
— 56-64 В для батареи 48 В

Vmp солнечной панели меньше:
— 13 В для батареи 12 В
— 26 В для батареи 24 В
— 41 В для батареи 36 В
— 43 В для батареи 48 В

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *