Блок управления зарядкой аккумулятора

2 шт. из магазина г.Ижевск
52 шт. со склада г.Москва,
срок 3-4 рабочих дня − + В корзину

Срок службы аккумулятора сильно зависит от правильности режима его заряда. Перезаряд аккумулятора не менее опасен, чем глубокий разряд. Программируемый контроллер заряда позволяет правильно и безопасно заряжать аккумуляторы. Пользователю предоставляется возможность самостоятельно установить режим заряда, исходя из требуемой задачи, типа аккумулятора, его напряжения, окружающей температуры и.т.д.

Возможные применения для контроллера заряда:
• в необслуживаемых системах для заряда аккумуляторов (рекомендуется совместное использование с SDC0009);
• для постоянного подзаряда аккумуляторов в процессе их хранения, например, свинцовых автомобильных аккумуляторов и т.д.;

Технические характеристики:
Диапазон рабочих напряжений 4..30В
Потребляемый ток, в режиме заряда 0,2А
Возможно использовать аккумуляторы и батареи аккумуляторов с напряжением 0,1..25,5В
Гистерезис (Hysteresis) 0..6,2В
Погрешность U_OFF и Hysteresis не более 1%
Ток заряда 0,1..0,3А
Защита от переполюсовки питания есть
Защита от переполюсовки аккумулятора есть

Модуль предназначен для заряда аккумуляторов небольшим током. При питании от сетевого трансформатора, рекомендуется установить конденсатор не менее 1000мкФ после диодного моста. Для заряда большим током, модуль имеет выход (контактную точку на плате в квадратной метке с цифрой 1). Логический ноль относительно минуса питания на этом контакте "заряд включен", логическая единица (+5В) – "заряд отключен". Этот сигнал возможно подать на какую-либо внешнюю ключевую схему, которая будет коммутировать заряд (см. рекомендуемую схему). В качестве ограничителя тока, в простом варианте, может использоваться автомобильная лампа, мощностью которой можно варьировать номинальный ток заряда.
Внимание! При расчете необслуживаемых систем, следует учитывать, что ток разряда аккумулятора потребителем не должен быть больше тока заряда аккумулятора. в противном случае аккумулятор переразрядится.

Программирование модуля осуществляется простой переустановкой джамперов.
Джамперами на плате устанавливается параметр U_OFF, задающий порог отключения заряда, в диапазоне от 0В до 25,5В с дискретностью 0,1В. Так же джамперами устанавливается смещение для включения заряда — «Hysteresis», задаваемый в диапазоне 0,0 до 6,2В, с дискретностью 0,2В.
Включениe заряда будет происходить при напряжении, вычисляемом по формуле: U_ON = U_OFF — Hysteresis

Данный контроллер может быть использован для аккумуляторов разных типов, для которых приемлем данный алгоритм заряда. Контроллер работает полностью в автоматическом режиме, т.е. включение и отключение заряда происходит автоматически, в зависимости от напряжения на аккумуляторе, т.е при достижении U_OFF (запрограммированного напряжения отключения заряда) автоматически происходит отключение заряда, а при снижении напряжения на аккумуляторе до запрограммированного U_ON, автоматически включается заряд. Заряжаемый аккумулятор при этом может быть подключен к нагрузке. Минимальное напряжение питания контроллера 4В, при меньшем напряжении заряд происходить не будет. Напряжение питания модуля должно быть на несколько вольт выше напряжения на заряженном аккумуляторе (оптимально, выше на 5В), иначе заряд будет происходить меньшим током.

Джампера могут быть перестановлены как до включения модуля, так и во время его работы, установленные джамперами параметры будут применены немедленно.
В секции «U_OFF» устанавливается напряжение отключения заряда. Секция имеет 8 джамепров, каждый из которых должен быть установлен в правое или левое положение .
В секции «Hysteresis» устанавливается напряжение смещения. Секция имеет 5 джамперов, каждый из которых должен быть установлен в правое или левое положение . Отсутствие установленного джампера/джамперов приведет к некорректной работе контроллера. В данном примере «Hysteresis» = 0,8+0,4 = 1,2В. таким образом U_ON = 11,4В – 1,2В = 10,2В. т.е. в данном примере отключение заряда будет происходить при достижении на аккумуляторе напряжения 11,4В, а включение заряда при снижении напряжения на аккумуляторе до 10,2В.
Включенный светодиод на плате контроллера означает, что в данный момент контроллер находится в режиме заряда.

Внимание! Контроллер имеет защиту от переполюсовки аккумулятора, но не смотря на это, неправильно подключенный аккумулятор будет РАЗРЯЖАТЬСЯ через схему контроллера! Что может вывести из строя аккумулятор, если неправильно включенный аккумулятор оставить на продолжительное время.

И снова привет всем!

Эта статья будет одной из тех трех, содержание которых по факту относится к Audi A6 C6, которой я владел ранее, но актуально и для владельцев Q7 (а также А8), так как системы идентичны.

Собственно, через полгода после покупки А6, у меня возникла необходимость вмешательства в работу блока контроля аккумулятора, так как тот начал откровенно привирать. Считалось ли это заводским дефектом или просто стечением обстоятельств — решит каждый для себя сам. А суть некорректной работы заключалась в частом "подклинивании" заряда АКБ на уровне 10%, судя по показателям на экране MMI. Причем, и во время езды заряд редко когда переваливал за этот уровень:

Ладно, наивно думал я, короткие поездки и частое использование вебасто давали о себе знать. Думал как выкачу на трассу вскоре, как установлю круиз на пару часов непрерывного пути, так и аккумулятор зарядится. Ну не могло быть иначе, еще и аккумулятору только год отроду был. Сказано-сделано. Выдалась поездка, часа три у аккумулятора было на реабилитацию. Приехал, открываю меню, вижу — 10%. Не к добру это.

Позже стал замечать активную работу системы энергосбережения. А именно, не мог больше 10-15 минут слушать музыку или сидеть со включенным светом в заглушенной машине. Это совсем не радовало.
Усугубилась ситуация тем, что во время городских поездок началось экстренное отключение особо жрущих систем, вроде попогреев и блока ESP. Учитывая околонулевую температуру за бортом и использование всесезонки, неработающая система стабилизации стала последней каплей терпения. Тут уже требовалось оперативное вмешательство.

Сделаю небольшое отступление. Индикатор заряда показывает лишь примерный уровень заряда АКБ, основываясь на многих факторах, в частности, на напряжении самой батареи. Если система работает без сбоев, и на экране уровень упал до жалких 10%, это совсем не значит, что аккумулятор разряжен почти в ноль. Почти всегда этого заряда хватает на достаточно бодрый старт мотора. Но общее представение о балансе энергии, все же имеется.

Почему я заговорил о напряжении? Потому что его нужно проверить в первую очередь, и оно у меня было в норме (около 12.2-12.5В на заглушенной и ближе к 14В на заведенной). Соответственно, аккумулятор был жив и проблема была скорее в блоке контроля заряда, чем в чем-то еще.
А находится он в А6 в багажнике, там же и аккумулятор. В случае с Q7 придется скидывать водительское сидение.

Через тот самый блок проходит масса (минус аккумулятора), с которой берется замер токов зарядки или разрядки. Без VAG-COMа лучше на время съема блока подсоединить внешний аккумулятор к стартовым клеммам.
Я поступил проще — кинул минус с АКБ напрямик на порпус. Теперь можно было снимать пациента:

Контроллер заряда – встроенная схема защиты в аккумуляторе, которая предотвращает его сильную разрядку или перезарядку, контролирует силу тока и температуру, задает время окончания заряда. Как работает контроллер заряда в li-ion аккумуляторе, для чего он нужен?

Устройство li-ion аккумулятора 18650

Контроллер зарядки литий-ионного аккумулятора производят корпорации: Sony, LG, Sanyo, Panasonic, Samsung, ATL, HYB. Остальные производители перекупают элементы и выдают за собственный продукт.

Максимальная емкость ионных аккумуляторов 18650 – 3600 мА-ч.; они, в отличие от батарей, могут многократно перезаряжаться. Цифра 18650 – форм-фактор, указывающий на длину аккумулятора (65 мм) и его диаметр (18 мм).

Основные характеристики литий-ионного аккумулятора 18650:

• максимально допустимое напряжение – 4,2 В (небольшие перезарядки губительно сказываются на сроке службы);
• минимально допустимое напряжение – 2,75 В (при понижении до 2 В заряд не подлежит восстановлению);
• минимально допустимая температура –20 °C 0 С (зарядить на морозе невозможно);
• максимально допустимая температура +60 °C 0 С (при превышении показателей возможны взрыв и возгорание);
• измерение емкости в ампер-часах – полная зарядка выдает 1 А тока в течение 60 минут, 2 А тока – 30 минут, 15 А тока – 4 минуты.

Литий-ионный АКБ преобразовывает химическую энергию в электрическую, поэтому возникает ток, приводящий в действие то или иное устройство. Такие батарейки оснащаются специальной защитной схемой, которая контролирует уровень ее нагрева и циклы работы. При перегреве и спаде напряжения до 2,7 В – контроллер автоматически прекращает работу АКБ.

Предназначение контроллера зарядки

Контроллер регулирует процесс заряда и разрядки аккумулятора. Если напряжение падает ниже 3 В, защита отключает банку от потребителя тока: устройство выключается. Также защитная схема предотвращает короткие замыкания. Некоторые виды защитных плат имеют терморезистор, который защищает элементы АКБ от перегрева.

Все платы осуществляют контроль за:

• переразрядом батарейки;
• перезарядом;
• током нагрузки;
• температурой.

Имея под рукой защитную плату, можно переделать старые АКБ шуруповерта, дрели на литиевые батареи, отличающиеся долгим сроком службы.

Особенности контроллера для зарядки li-ion аккумулятора 18650

Контроллер для литиевых аккумуляторов 18650 расположен сверху корпуса, чем удлиняет само устройство. Плата расположена впереди отрицательной клеммы, защищая АКБ от перезарядки/переразрядки. Основная страна-производитель – Китай.

Как только защита будет установлена, корпус помещают в специальную пленку с термоусадкой. Из-за дополнительной защитной конструкции корпус удлиняется и утолщается, в редких случаях – не помещается в гнездо. В случае применения аккумулятора 18650 для создания тока в 12 В с общим контроллером заряда прерыватели не устанавливаются.

Виды контроллеров

Контроллеры для li-ion аккумуляторов отличаются ценой, производителем и внутренними элементами.

1. HX-3S-A02 (цена – 150 рублей). Производитель – Китай, внутри чип S-8254AA, который защищает литий-ионные элементы от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. К нему можно подключить три АКБ типа 18650 (максимальный ток – 10 А). Размер защиты – 50х16 мм.
2. FDC-2S-2 (цена – 50 рублей). Производитель – Китай, чип – HY2120, предотвращает сильный заряд/разряд, короткие замыкания. Возможно подключение двух АКБ типа 18650 (максимальный ток – 3А). Параметры защиты – 36х6х1 мм.
3. HX-2S-01 (цена – 70 рублей). Производство – Китай, чип – HY2120, уберегает от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. Подключаются две АКБ типа 18650 (максимальный ток – 3 А). Размер защиты – 36х6х1 мм.
4. HX-3S-D01(цена – 220 рублей). Производство – Китай, чип S-8254AA, контролирует сильный заряд/разряд, короткое замыкание. К нему можно подсоединить три АКБ типа 18650 (максимальный ток – 20 А). Размер защитной платы – 51х23 мм.
5. HX-3S-D02 (цена – 200 рублей). Производитель – Китай, внутри чип S-8254AA, защищает от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. К нему подключаются три АКБ типа 18650 (максимальный ток – 10 А). Размер схемы – 50х16 мм.
6. HX-4S-A01 (цена – 250 рублей). Производитель – Китай, внутри чип S-8254AA, защищает от сильного заряда/разряда, короткого замыкания. Можно подсоединить четыре АКБ типа 18650 (максимальный ток – 6 А). Размер микросхемы – 67х16мм.

Схемы контроллеров

Ошибочно думать, что контроллеры заряда-разряда существуют: разрядом управлять не нужно, ток находится в прямой зависимости от нагрузки. Главное – это контроль за напряжением и температурой, временем завершения заряда. Под таким контроллером подразумевают плату, защищающую АКБ от глубокой зарядки/разрядки.

Микросхемы состоят из различных электронных элементов, поэтому имеют вариации:

1. DW01-Plus. Самая популярная и простая микросхема, находится под самоклейкой с надписями, которой обернут аккумулятор. Плата шестиногая, полевые транзисторы соединены в один корпус восьминогой сборкой. Сопротивление транзисторов создает измерительный шунт: возникает большой порог срабатывания от одного устройства к другому. В полевики встроены паразитные светодиоды, благодаря которым АКБ заряжается даже при срабатывании защиты от глубокой разрядки.
2. S-8241 Series. Разработчик микросхемы – фирма SEIKO, специализирующаяся на литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторах. Защитные ключи срабатывают при 2,3 и 4,35 вольтах и при спаде напряжения на FET1-FET2 до 200 мВ.
3. LV5114OT. Защитная плата срабатывает при 2,5 и 4,25 вольтах, что предотвращает переразряд/перезаряд.
4. R5421N Series. Среднее потребление энергии в рабочем состоянии – 3 мкА, в состоянии покоя – 0,3 мкА. Данная микросхема имеет ряд модификаций, которые разнятся величиной напряжения срабатывания при перезаряде.

Причины блокировки контроллером li-ion аккумулятора 18650

Главная причина – возникновение короткого замыкания из-за превышения предельно допустимого напряжения тока внутри АКБ. Микросхема разрывает электрическую цепь. Для разблокировки батареи достаточно зарядить ее.

Вторая причина – глубокий разряд аккумулятора. При глубоком некритичном разряде батарейку можно разблокировать с помощью зарядного устройства.

При разряжении до критичного состояния устройство не включится: внутренние химические процессы приводят к образованию металлических литиевых кристаллов, которые создают опасный контакт между положительным и отрицательным полюсами, приводящий к взрыву.

Балансировочная плата для li-ion аккумулятора 18650

Какую функцию выполняет балансир в литийных аккумуляторах? Если последовательно соединять несколько банок, их напряжение складывается в общую сумму, а емкость батареи равняется самой низкой из всех элементов.

Чтобы предотвратить перезаряд самой «ленивой» части, ее отключают от питания, что позволяет оставшимся частям продолжать заряжаться. Балансир контролирует равномерно распределяющийся заряд, поэтому его включают в цепи с последовательным соединением элементов. При параллельном соединении в балансировке нет необходимости: здесь равномерное распределение заряда. Балансировочная плата обычно входит в общий защитный корпус MBS и носит название «балансировочный шлейф».

Лучшие аккумуляторы 18650 на «Алиэкспресс»

На ресурсе «Алиэкспресс» можно купить разные li-ion АКБ, отличающиеся ценой и производителем. Из-за большого спроса на товар велико число подделок. Качественная модель отличается от подделки рядом признаков. Так, продукция высокого качества имеет емкость в 3600 А/ч и стоит гораздо дороже, среднего качества – 3000–3200 А/ч и стоит в несколько раз дешевле.

Как восстановить Li-ion АКБ

При полном выходе из строя батареи лучшее решение – утилизация, в ситуации крайней необходимости ее можно реанимировать различными способами:

1. Помещение АКБ в морозильник: резкая смена температуры в ряде случаев приводит к его временному запуску. В морозильной камере необходимо держать ее в течение 40–50 минут, после чего извлечь и незамедлительно подключить к зарядному устройству на 5 минут. Подождать разогрева батарейки до комнатной температуры и полностью зарядить.
2. Вскрытие АКБ и отсоединение защитной микросхемы. Процедура проводится крайне осторожно. Для начала необходимо измерить тестером напряжение на контактах (дальнейшие действия возможны только при нулевом показателе), отсоединить защитную плату, замерить показатели напряжения. Дальше подключить зарядное устройство к аккумулятору на 10–15 минут, установив такие показатели: 100 мА, 4,2 В. При перегреве батареи зарядку следует отсоединить. Как только она полностью зарядится, защитная схема возвращается на место.

Итак, контроллер для литий-ионных батарей выполняет важную функцию – не позволяет напряжению вырасти до 4,2 В и понизиться до 2,75 В (оптимальное напряжение для АКБ на литии – 3,7 вольта). Сильная разрядка и повышенная зарядка приводят к выходу устройства из строя.