Mūsdienās litija baterijas iegūst arvien lielāku popularitāti. Īpaši pirkstiņos, piemēram 18650 , pie 3,7 V 3000 mA. Nešaubos, ka vēl pēc 3-5 gadiem tie pilnībā aizstās niķeli-kadmiju. Tiesa, jautājums par to uzlādi paliek atklāts. Ja ar veciem akumulatoriem viss ir skaidrs, salieciet to akumulatorā un caur rezistoru uz jebkuru piemērots bloks uzturs, tad te tāds triks neder. Bet kā tad jūs varat uzlādēt vairākus gabalus vienlaikus, neizmantojot dārgus zīmolu balansēšanas lādētājus?
Teorija
Akumulatoru sērijveida savienošanai, parasti ar pozitīvu elektriskā shēma pievienojiet sērijas savienojuma pirmā akumulatora pozitīvo spaili. Otrā akumulatora pozitīvā spaile ir savienota ar tā negatīvo spaili utt. Pēdējā akumulatora negatīvais spaile ir savienota ar ierīces negatīvo spaili. Rezultātā no seriālais savienojums akumulators ir tāda pati kapacitāte kā vienam akumulatoram, un šādas akumulatora spriegums ir vienāds ar tajā iekļauto akumulatoru spriegumu summu. Tas nozīmē, ka, ja akumulatoriem ir vienāds spriegums, tad akumulatora spriegums ir vienāds ar viena akumulatora spriegumu, kas reizināts ar bateriju skaitu akumulatorā.
Akumulatorā uzkrātā enerģija ir vienāda ar atsevišķo akumulatoru enerģiju summu (atsevišķo akumulatoru enerģiju reizinājums, ja baterijas ir vienādas), neatkarīgi no tā, vai baterijas ir savienotas paralēli vai virknē.
Litija jonu akumulatorus nevar vienkārši pieslēgt barošanas blokam - katra elementa (bankas) uzlādes strāvām ir jābūt izlīdzinātām. Balansēšana tiek veikta, uzlādējot akumulatoru, kad ir daudz enerģijas un to nevar daudz ietaupīt, un tāpēc bez būtiskiem zaudējumiem var izmantot “liekās” elektroenerģijas pasīvo izkliedi.
Niķeļa-kadmija akumulatoriem nav nepieciešamas papildu sistēmas, jo katra saite, sasniedzot maksimālo uzlādes spriegumu, pārstāj saņemt enerģiju. Pazīmes, ka Ni-Cd ir pilnībā uzlādēts, ir sprieguma palielināšanās līdz noteiktai vērtībai, pēc tam kritums par vairākiem desmitiem milivoltu un temperatūras paaugstināšanās - lai liekā enerģija nekavējoties pārvērstos siltumā.
Pretēji tas attiecas uz litija baterijām. Izlāde uz zemu spriegumu izraisa ķīmisku degradāciju un neatgriezeniskus elementa bojājumus, palielinot iekšējo pretestību. Kopumā tie nav pasargāti no pārlādēšanas, un jūs varat iztērēt daudz papildu enerģijas, tādējādi ievērojami samazinot to kalpošanas laiku.
Ja savienojam vairākas litija šūnas pēc kārtas un padodam caur skavām abos bloka galos, tad nevaram kontrolēt atsevišķu elementu lādiņu. Pietiek ar to, ka vienam no tiem būs nedaudz lielāka pretestība vai nedaudz mazāka kapacitāte, un šī saite daudz ātrāk sasniegs lādēšanas spriegumu 4,2 V, bet pārējiem joprojām būs 4,1 V. Un kad visas paketes spriegums sasniedz uzlādes spriegumu, iespējams, ka šie vājie posmi ir uzlādēti līdz 4,3 voltiem vai pat vairāk. Ar katru šādu ciklu parametri pasliktināsies. Turklāt Li-Ion ir nestabils un pārslodzes gadījumā var sasniegt augstu temperatūru un līdz ar to eksplodēt.
Visbiežāk avota izvadē uzlādes spriegums ir uzstādīta ierīce, ko sauc par "balansētāju". Vienkāršākais balansiera veids ir sprieguma ierobežotājs. Tas ir salīdzinājums, kas salīdzina spriegumu Li-Ion bankā ar sliekšņa vērtību 4,20 V. Sasniedzot šo vērtību, tiek atvērts jaudīgs tranzistora slēdzis, kas savienots paralēli elementam, izlaižot lielāko daļu uzlādes strāvas caur sevi un pārvēršot enerģiju siltumā. Šajā gadījumā pati kanna saņem ārkārtīgi mazu strāvas daļu, kas praktiski pārtrauc tās uzlādi, ļaujot tās kaimiņiem uzlādēties. Sprieguma izlīdzināšana uz akumulatora elementiem ar šādu balansētāju notiek tikai uzlādes beigās, kad elementi sasniedz sliekšņa vērtību.
Vienkāršota akumulatora balansētāja diagramma
Šeit ir vienkāršota strāvas balansētāja shēmas shēma, kuras pamatā ir TL431. Rezistori R1 un R2 iestata spriegumu uz 4,20 voltiem, vai arī varat izvēlēties citus atkarībā no akumulatora veida. Regulatora atsauces spriegums tiek noņemts no tranzistora, un jau pie 4,20 V robežas sistēma sāks nedaudz atvērt tranzistoru, lai novērstu norādītā sprieguma pārsniegšanu. Minimāls sprieguma pieaugums izraisīs tranzistora strāvas palielināšanos ļoti ātri. Pārbaužu laikā jau pie 4,22 V (pieaugums par 20 mV) strāva bija lielāka par 1 A.
Principā šeit ir piemērots jebkurš PNP tranzistors, kas darbojas mūs interesējošo spriegumu un strāvu diapazonā. Ja akumulatori jāuzlādē ar strāvu 500 mA. Tā jaudas aprēķins ir vienkāršs: 4,20 V x 0,5 A = 2,1 V, un tieši tik daudz tranzistoram ir jāzaudē, kas, iespējams, prasīs nelielu dzesēšanu. Ja uzlādes strāva ir 1A vai lielāka, jaudas zudumi attiecīgi palielinās, un kļūst arvien grūtāk atbrīvoties no siltuma. Pārbaudes laikā tika pārbaudīti vairāki dažādi tranzistori, jo īpaši BD244C, 2N6491 un A1535A - tie visi darbojas vienādi.
Sprieguma dalītājs R1 un R2 jāizvēlas tā, lai iegūtu nepieciešamais spriegums ierobežojumiem. Ērtības labad šeit ir dažas vērtības, pēc kuru piemērošanas mēs iegūsim šādus rezultātus:
- R1 + R2 = Vo
- 22 K + 33 K = 4,166 V
- 15 K + 22 K = 4,204 V
- 47 K + 68 K = 4,227 V
- 27 K + 39 K = 4,230 V
- 39 K + 56 K = 4,241 V
- 33 K + 47 K = 4,255 V
Tas ir analogs jaudīgai Zener diodei, kas noslogota ar zemas pretestības slodzi, kuras lomu šeit spēlē diodes D2...D5. Mikroshēma D1 mēra spriegumu pie akumulatora plusa un mīnusa, un, ja tas paceļas virs sliekšņa, tas atver jaudīgu tranzistoru, caur sevi izlaižot visu strāvu no lādētāja. Kā tas viss ir savienots kopā un ar barošanas avotu - skatiet tālāk.
Bloki izrādās patiešām mazi, un tos var droši uzstādīt tieši uz elementa. Jums tikai jāpatur prātā, ka akumulatora negatīvā pola potenciāls rodas uz tranzistora korpusa, un jums jābūt uzmanīgiem, uzstādot parastās radiatoru sistēmas - jums jāizmanto tranzistora korpusu izolācija viena no otras.
Pārbaudes
Tūlīt bija nepieciešami 6 balansēšanas bloki vienlaicīga uzlāde 6 18650 baterijas ir redzamas zemāk esošajā fotoattēlā.
Visi elementi tika uzlādēti precīzi līdz 4,20 voltiem (spriegums tika iestatīts ar potenciometriem), un tranzistori kļuva karsti, lai gan nebija papildu dzesēšanas - uzlāde ar strāvu 500 mA. Tādējādi mēs varam droši ieteikt šo metodi vairāku litija bateriju vienlaicīgai uzlādei no kopēja sprieguma avota.
Apspriediet rakstu VAIRĀKU AKUMULATORU VIENLAIDĪGA UZLĀDĒŠANA
Šobrīd tirgū ir daudz lādētāju. Automātiskās mašīnas vai ne, ar kapacitātes mērīšanu vai bez tās. Lielākā daļa lādētāju ir universāli un var uzlādēt jebkuras ķīmijas elementus. Litija jonu un litija polimēru arvien vairāk izmanto dažādās ierīcēs.
Pirms neilga laika es pārveidoju skrūvgrieža akumulatoru uz litija jonu 18650 elementiem, es to uzlādēju ar Turnigy viedo lādētāju. Bet ne visiem ir šāds lādētājs.
Nepieciešams montāžai
Es nolēmu salikt vienkāršu lādētāju ar litija jonu balansētāju. Lādētājam ir 3 identiski neatkarīgi kanāli. Tie var uzlādēt no viena elementa līdz trim. Ja nepieciešams, varat pievienot neierobežotu skaitu kanālu. Man ir trīs no tiem, tas ir, 3S vai 11,1 volts.Balansēšanas lādētāja korpuss ir no sadedzināta korpusa D-link maršrutētājs. Ja iespējams, paņemiet lielāku korpusu, lai tajā strādātu.
Viena no galvenajām sastāvdaļām ir barošanas avots katram kanālam. To lomu spēlē planšetdatoru lādētāju plates ar 5 voltu jaudu un 1 ampēru strāvu (vai arī to var iegādāties vietnē Ali Express -.
Uzlādes kontrolieri ir dēļi no Ķīnas -. Katram kanālam ir savs kontrolieris. Man ir dēļi bez aizsardzības, bet šajā gadījumā tas nav vajadzīgs. Varat izmantot vadības paneļus kopā ar savienotājiem, un tie tika noņemti citiem projektiem. Šo moduļu cena ir lēta. Ja pārveidojat ierīces, kuru pamatā ir litija joni un litija polimēri, tad šie kontrolieri ir neaizstājami.
Balansējošā lādētāja izgatavošana
Uzlādes kontrollera plates ir jāpielodē pie uzlādes paneļu izejām. To var izdarīt atsevišķi. Es to pielodēju uz resniem vadiem no strāvas kabeļa, tāpēc konstrukcija ir stingrāka.
Uzlādes vadības paneļiem ir gaismas diodes, kas norāda uzlādi un uzlādes beigas. Tie ir jāatlodē. Tā vietā būs parastās dažādu krāsu gaismas diodes. Tie tiks piestiprināti pie logiem, kur iepriekš mirgoja maršrutētāja gaismas diodes.
Es pielodēju vadus no veca kabeļa uz gaismas diodēm cietais disks dators. Ja ir gaismas diodes ar kopēju anodu (plus), tad labāk tos izmantot. Man nebija neviena no tiem, tāpēc es izmantoju to, kas man bija.
Veco gaismas diožu vietā mēs lodējam kabeļus ar LED. Fotoattēlā man ir 3 mm zaļa gaismas diode. Man tie bija jāmaina, tie izrādījās apdeguši, es tos nepārbaudīju pirms atlodēšanas.
Aizmugurējam panelim ir jāizgriež apdare. Mēs tajā izgriezām strāvas slēdzi un 4 kontaktu izejas savienotāju. Savienotājs tika noņemts no vecā cietā diska. Vajadzīgajam tapu skaitam varat izmantot jebkuru ar strāvu 1-2 ampēri.
Slēdzis tika noņemts no vecā datora barošanas avota. Stingrībai mēs piestiprinām vāku ar divām skrūvēm.
Izejas savienotāju līmējam ar epoksīda līmi vai soda ar superlīmi. Ātrumam salīmēju gan vienu, gan otru.
Uzlādes dēlis ar kontrolieriem, līmēts ar termolīmi. Bet pirms labošanas pielodēju tīkla vadus.
Mēs pielodējam vienu no tīkla vadiem pie slēdža. Otrais, tieši uz strāvas vada otro vadu.
Tagad mēs līmējam gaismas diodes. Es līmēju ar karsto līmi, vai arī var izmantot cepamo sodu un superlīmi.
Lodējiet izejas džemperus.
Plus pirmais kontrolieris izejas savienotāja pirmajā kājā. Atskaitiet to otrajā kājā un pievienojiet to otrā kontrollera plusam. Un tā tālāk.
Mēs pagriežam korpusu un noliekam malā.
Izveidosim vadu šim lādētājam.
Es izmantoju divus stieples gabalus no datora vienība uzturs. Es to lodēju secībā no viena savienotāja pirmā kontakta līdz otrā kontaktam.
Pievienojiet lādētāju skrūvgrieža akumulatoram (). Sarkanā gaismas diode norāda, ka notiek uzlādes process. Kad uzlāde ir pabeigta, iedegas zaļā gaismas diode. Attiecīgi korpusā iedegas ikonas: Wi-Fi, otrais un ceturtais dators.
Šis ir mūsu lādētājs. Izmaksas ir minimālas, bet ieguvumi ir lieliski.
Šī ierīce var uzlādēt litija polimēru komplektus, tos, ko modelētāji izmanto savos transportlīdzekļos. Galvenais ir izveidot pareizo uzlādes vadu.
Sveicu visus, kas apstājās. Pārskatā galvenā uzmanība tiks pievērsta, kā jūs droši vien jau uzminējāt, uz divām vienkāršām šallēm, kas paredzētas mezglu vadīšanai Li-Ion akumulatori, ko sauc par BMS. Pārskatā tiks iekļauta pārbaude, kā arī vairākas iespējas, kā pārveidot skrūvgriezi litijam, pamatojoties uz šīm vai līdzīgām plāksnēm. Ikviens interesents laipni aicināts zem kat.
Atjauninājums 1, pievienots plates darbības strāvas tests un īss video uz sarkanās tāfeles
Atjauninājums 2, Tā kā tēma ir izraisījusi nelielu interesi, es mēģināšu papildināt apskatu ar vēl vairākiem veidiem, kā pārtaisīt Šuriku, lai izveidotu sava veida vienkāršu FAQ
Vispārējs skats:
Īsi dēļu veiktspējas raksturlielumi:
Piezīme:
Uzreiz gribu brīdināt - tikai zilajam dēlim ir balansētājs, sarkanajam nav balansiera, t.i. Tas ir tikai pārlādēšanas/pārslodzes/īssavienojuma/augstas slodzes strāvas aizsardzības plate. Un arī, pretēji dažiem uzskatiem, nevienam no tiem nav uzlādes kontrollera (CC/CV), tāpēc to darbībai ir nepieciešama speciāla plate ar fiksētu sprieguma un strāvas ierobežojumu.
Plātnes izmēri:
Dēļu izmēri ir ļoti mazi, tikai 56mm*21mm zilajam un 50mm*22mm sarkanajam: 
Šeit ir salīdzinājums ar AA un 18650 baterijām: 
Izskats:
Sāksim ar: 
Paskatoties tuvāk, jūs varat redzēt aizsardzības kontrolieri – S8254AA un balansēšanas komponentus 3S komplektam: 
Diemžēl, pēc pārdevēja teiktā, darba strāva ir tikai 8A, bet, spriežot pēc datu lapām, viens AO4407A mosfets ir paredzēts 12A (pīķa 60A), un mums ir divi no tiem: 
Atzīmēšu arī to, ka balansēšanas strāva ir ļoti maza (apmēram 40ma) un balansēšana tiek aktivizēta, tiklīdz visas šūnas/bankas pārslēdzas uz CV režīmu (otrā uzlādes fāze).
Savienojums: 
vienkāršāk, jo tam nav balansētāja: 
Tas ir balstīts arī uz aizsardzības kontrolieri - S8254AA, bet ir paredzēts lielākai darba strāvai 15A (atkal, saskaņā ar ražotāja teikto): 
Apskatot izmantoto jaudas mosfetu datu lapas, darba strāva ir 70A, bet maksimālā strāva ir 200A, pietiek pat ar vienu mofetu, un mums ir divi no tiem: 
Savienojums ir līdzīgs: 
Tātad, kā redzam, abos dēļos ir aizsardzības kontrolieris ar nepieciešamo izolāciju, jaudas mosfeti un šunti, lai kontrolētu pārejošo strāvu, bet zilajā ir arī iebūvēts balansētājs. Neesmu pārāk daudz ieskatījies ķēdē, bet izskatās, ka jaudas mosfeti ir paralēli, tāpēc darba strāvas var reizināt ar divi. Svarīga piezīme - maksimālās darba strāvas ierobežo strāvas šunti! Šīs šalles nezina par uzlādes algoritmu (CC/CV). Lai apstiprinātu, ka šīs ir tieši aizsardzības plates, var spriest pēc S8254AA kontrollera datu lapas, kurā par uzlādes moduli nav ne vārda: 
Pats kontrolieris ir paredzēts 4S savienojumam, tāpēc ar dažām izmaiņām (spriežot pēc datu lapas) - pielodējot savienotāju un rezistoru, iespējams, sarkanā šalle derēs: 
Nav tik vienkārši jaunināt zilo šalli uz 4S, jums būs jāpielodē balansētāja elementi.
Dēļa pārbaude:
Tātad, pāriesim pie vissvarīgākās lietas, proti, cik tie ir piemēroti reālai lietošanai. Pārbaudē mums palīdzēs šādas ierīces:
- saliekams modulis (trīs trīs/četru reģistru voltmetri un turētājs trim 18650 akumulatoriem), kas parādījās manā pārskatā par lādētāju, lai gan bez balansēšanas astes: 
- divu reģistru ampēru voltmetrs strāvas uzraudzībai (ierīces zemākie rādījumi): 
- pazeminošs līdzstrāvas/līdzstrāvas pārveidotājs ar strāvas ierobežošanu un litija uzlādes iespēju: 
- uzlādes un balansēšanas ierīce iCharger 208B visa komplekta izlādēšanai
Statīvs ir vienkāršs - pārveidotāja plate nodrošina fiksētu pastāvīgs spriegums 12,6 V un ierobežo uzlādes strāvu. Izmantojot voltmetrus, mēs aplūkojam, ar kādu spriegumu dēļi darbojas un kā bankas ir līdzsvarotas.
Vispirms apskatīsim galveno zilās tāfeles iezīmi, proti, balansēšanu. Fotoattēlā ir 3 kannas, uzlādētas pie 4.15V/4.18V/4.08V. Kā redzam, pastāv nelīdzsvarotība. Mēs pieliekam spriegumu, lādēšanas strāva pakāpeniski samazinās (apakšējais rādītājs): 
Tā kā šallei nav nekādu rādītāju, tad balansēšanas pabeigšanu var novērtēt tikai ar aci. Ampermetrs jau vairāk kā stundu pirms beigām rādīja nulles. Tiem, kas interesējas, šeit ir īss video par to, kā balansētājs darbojas šajā dēlī:
Rezultātā bankas ir līdzsvarotas pie 4,210V/4,212V/4,206V, kas ir diezgan labi:
Pieliekot spriegumu, kas ir nedaudz lielāks par 12,6V, cik saprotu, balansētājs ir neaktīvs un, tiklīdz spriegums vienā no kārbām sasniedz 4,25 V, S8254AA aizsardzības kontrolieris izslēdz uzlādi:
Tāda pati situācija ir ar sarkano dēli, S8254AA aizsardzības kontrolieris arī izslēdz uzlādi pie 4,25 V:
Tagad iesim cauri slodzes pārtraukumam. Izlādēšu, kā jau iepriekš minēju, ar iCharger 208B lādētāju un balansēšanas ierīci 3S režīmā ar strāvu 0,5A (precīzākiem mērījumiem). Tā kā es īsti nevēlos gaidīt, kad viss akumulators izlādēsies, es paņēmu vienu tukšu akumulatoru (fotoattēlā zaļš Samson INR18650-25R).
Zilā tāfele izslēdz slodzi, tiklīdz spriegums vienā no kārbām sasniedz 2,7 V. Fotoattēlā (bez slodzes->pirms izslēgšanas->beigas):
Kā redzat, dēlis izslēdz slodzi tieši pie 2,7 V (pārdevējs norādīja 2,8 V). Man šķiet, ka tas ir nedaudz augsts, it īpaši ņemot vērā faktu, ka tajos pašos skrūvgriežos slodzes ir milzīgas, tāpēc sprieguma kritums ir liels. Tomēr šādās ierīcēs ir ieteicams nodrošināt 2,4–2,5 V atslēgšanu.
Sarkanais dēlis, gluži pretēji, izslēdz slodzi, tiklīdz spriegums vienā no kārbām sasniedz 2,5 V. Fotoattēlā (bez slodzes->pirms izslēgšanas->beigas):
Šeit viss kopumā ir kārtībā, bet nav balansētāja.
1. atjauninājums: slodzes tests:
Ar izejas strāvu mums palīdzēs šāds statīvs:
- tas pats turētājs/turētājs trim 18650 baterijām
- 4 reģistru voltmetrs (kopējā sprieguma kontrole)
- auto kvēlspuldzes kā slodze (diemžēl man ir tikai 4 kvēlspuldzes pa 65W katra, man vairāk nav)
- Multimetrs HoldPeak HP-890CN strāvu mērīšanai (maks. 20A)
- augstas kvalitātes vara savītas akustiskās stieples ar lielu šķērsgriezumu
Daži vārdi par statīvu: akumulatorus savieno “domkrats”, t.i. it kā viens pēc otra, lai samazinātu savienojošo vadu garumu, un tāpēc sprieguma kritums tiem zem slodzes būs minimāls: 
Kannu pievienošana uz turētāja (“domkrats”): 
Multimetra zondes bija augstas kvalitātes vadi ar krokodila klipšiem no iCharger 208B lādētāja un balansēšanas ierīces, jo HoldPeak’s nerada pārliecību, un nevajadzīgi savienojumi radīs papildu traucējumus.
Vispirms pārbaudīsim sarkano aizsargplāksni, jo tas ir visinteresantākais pašreizējās slodzes ziņā. Lodējiet strāvas un kannu vadus: 
Izrādās kaut kas līdzīgs šim (slodzes savienojumi izrādījās minimāla garuma): 
Shurik pārtaisīšanas sadaļā jau minēju, ka tādi turētāji nav īsti paredzēti šādām strāvām, bet testiem der.
Tātad, statīvs uz sarkanas šalles (pēc mērījumiem ne vairāk kā 15A): 
Ļaujiet man īsi paskaidrot: plate satur 15A, bet man nav piemērotas slodzes, lai iekļautos šajā strāvā, jo ceturtā lampa pievieno apmēram 4,5-5 A vairāk, un tas jau pārsniedz tāfeles robežas. Pie 12,6A jaudas mosfeti ir silti, bet ne karsti, tieši piemēroti ilgstošai darbībai. Ja strāva ir lielāka par 15 A, plate nonāk aizsardzībā. Mērīju ar rezistoriem, pielika pāris ampērus, bet statīvs jau bija izjaukts.
Milzīgs sarkanās tāfeles pluss ir tas, ka nav aizsardzības bloķēšanas. Tie. Kad aizsardzība ir iedarbināta, tā nav jāaktivizē, pieslēdzot spriegumu izejas kontaktiem. Šeit ir īss video:
Ļaujiet man nedaudz paskaidrot. Tā kā kvēlspuldzēm aukstumā ir zema pretestība, un tās ir arī savienotas paralēli, šalle domā, kas noticis īssavienojums un tiek iedarbināta aizsardzība. Bet, ņemot vērā to, ka dēlim nav slēdzenes, jūs varat nedaudz uzsildīt spoles, padarot “mīkstāku” startu.
Zilā šalle notur lielāku strāvu, bet pie strāvas, kas lielāka par 10A, jaudas mosfeti ļoti uzkarst. Pie 15A šalle izturēs ne vairāk kā minūti, jo pēc 10-15 sekundēm pirksts vairs netur temperatūru. Par laimi, tie ātri atdziest, tāpēc ir diezgan piemēroti īslaicīgām slodzēm. Viss būtu labi, bet, iedarbojoties aizsardzībai, dēlis tiek bloķēts un lai to atbloķētu, ir jāpieslēdz spriegums izejas kontaktiem. Šī opcija acīmredzami nav paredzēta skrūvgriezim. Kopumā strāva ir 16A, bet mosfeti kļūst ļoti karsti: 
Secinājums: Mans personīgais viedoklis ir tāds, ka parastais aizsargdēlis bez balansiera (sarkans) ir lieliski piemērots elektroinstrumentam. Tam ir liela darba strāva, optimālais atslēgšanas spriegums 2,5 V, un to var viegli jaunināt uz 4S konfigurāciju (14,4 V/16,8 V). Es domāju, ka tas ir visvairāk optimāla izvēle par budžeta Shurik pārveidošanu par litiju.
Tagad par zilo šalli. Viena no priekšrocībām ir balansēšanas klātbūtne, taču darba strāvas joprojām ir mazas, ar 12A (24A) Shurik ar griezes momentu 15-25Nm ir nedaudz par maz, it īpaši, ja kārtridžs gandrīz apstājas, pievelkot skrūvi. Un izslēgšanas spriegums ir tikai 2,7 V, kas nozīmē, ka lielas slodzes gadījumā daļa no akumulatora jaudas paliks nepieprasīta, jo pie lielām strāvām sprieguma kritums bankās ir ievērojams, un tie ir paredzēti 2,5 V. Un lielākais trūkums ir tas, ka dēlis tiek bloķēts, kad tiek iedarbināta aizsardzība, tāpēc nav vēlams izmantot skrūvgriezi. Dažos pašdarinātos projektos labāk ir izmantot zilu šalli, bet tas atkal ir mans personīgais viedoklis.
Iespējamās pielietojuma shēmas vai kā pārveidot Shurik barošanas avotu litijā:
Tātad, kā jūs varat mainīt sava iecienītā Shurik barošanas avotu no NiCd uz Li-Ion/Li-Pol? Šī tēma jau ir diezgan sagrauta un risinājumi principā ir atrasti, bet īsumā atkārtošos.
Iesākumā es teikšu tikai vienu lietu - budžeta shuriks ir tikai aizsardzības panelis pret pārlādēšanu / pārmērīgu izlādi / īssavienojumu / lielu slodzes strāvu (analogs pārskatāmajam sarkanajam panelim). Tur nav balansēšanas. Turklāt pat dažiem firmas elektroinstrumentiem nav balansēšanas. Tas pats attiecas uz visiem rīkiem, kas lepni saka: “Uzlādējiet 30 minūtēs”. Jā, tie uzlādējas pusstundas laikā, bet izslēgšana notiek, tiklīdz spriegums vienā no bankām sasniedz nominālvērtību vai tiek iedarbināts aizsardzības panelis. Nav grūti uzminēt, ka bankas netiks pilnībā uzlādētas, taču atšķirība ir tikai 5-10%, tāpēc tas nav tik svarīgi. Galvenais, kas jāatceras, ir tas, ka sabalansēta uzlāde ilgst vismaz vairākas stundas. Tātad rodas jautājums, vai jums tas ir vajadzīgs?
Tātad visizplatītākā iespēja izskatās šādi:
Tīkla lādētājs ar stabilizētu izeju 12,6V un strāvas ierobežojumu (1-2A) -> aizsargplate ->
Apakšējā līnija: lēti, ātri, pieņemami, uzticami. Balansēšana ir atkarīga no kārbu stāvokļa (ietilpības un iekšējās pretestības). Tas ir pilnībā strādājošs variants, taču pēc kāda laika nelīdzsvarotība būs jūtama darbības laikā.
Pareizāks variants:
Tīkla lādētājs ar stabilizētu izeju 12,6V, strāvas ierobežojums (1-2A) -> aizsargplate ar balansēšanu -> 3 virknē savienotas baterijas
Rezumējot: dārgi, ātri/lēni, kvalitatīvi, uzticami. Balansēšana ir normāla, akumulatora jauda ir maksimāla
Tātad, mēs mēģināsim darīt kaut ko līdzīgu otrajai iespējai, lūk, kā to izdarīt:
1) Li-Ion/Li-Pol akumulatori, aizsargplates un specializēta uzlādes un balansēšanas ierīce (iCharger, iMax). Turklāt jums būs jānoņem balansēšanas savienotājs. Ir tikai divi mīnusi - modeļu lādētāji nav lēti, un tos nav īpaši ērti apkalpot. Plusi - liela strāva uzlāde, kārbu liela strāvas balansēšana
2) Li-Ion/Li-Pol akumulatori, aizsardzības panelis ar balansēšanu, līdzstrāvas pārveidotājs ar strāvas ierobežošanu, barošanas avots
3) Li-Ion/Li-Pol akumulatori, aizsargplāksne bez balansēšanas (sarkana), DC pārveidotājs ar strāvas ierobežošanu, barošana. Vienīgais mīnuss ir tas, ka laika gaitā kannas kļūs nelīdzsvarotas. Lai samazinātu nelīdzsvarotību, pirms šurika maiņas ir nepieciešams noregulēt spriegumu līdz tādam pašam līmenim, un ir ieteicams ņemt kārbas no vienas partijas
Pirmais variants derēs tikai tiem, kam ir modeļa atmiņa, bet man liekas, ja vajadzēja, tad viņi savu Šuriku jau sen pārtaisīja. Otrais un trešais variants ir praktiski vienāds un tiem ir tiesības uz dzīvību. Jums tikai jāizvēlas, kas ir svarīgāks – ātrums vai jauda. Es uzskatu, ka pēdējais variants ir labākais, bet tikai reizi dažos mēnešos ir nepieciešams sabalansēt bankas.
Tātad, pietiekami daudz pļāpāšanas, ķersimies pie pārbūves. Tā kā man nav pieredzes ar NiCd baterijām, es runāju par pārveidošanu tikai vārdos. Mums būs nepieciešams:
1) Barošanas avots:
Pirmais variants. Barošanas avots (PSU) vismaz 14 V vai vairāk. Vēlams, lai izejas strāva būtu vismaz 1A (ideālā gadījumā apmēram 2-3A). Mēs izmantosim barošanas avotu no klēpjdatoriem/netbook datoriem, no lādētājiem (izeja vairāk par 14V), LED sloksņu barošanas blokiem, video ierakstīšanas iekārtām (DIY barošanas avots), piemēram, vai: 
- Pazeminošs līdzstrāvas/līdzstrāvas pārveidotājs ar strāvas ierobežošanu un iespēju uzlādēt litiju, piemēram, vai: 
- Otrais variants. Gatavi bloki barošanas bloks Shuriks ar strāvas ierobežošanu un 12.6V izeju. Tie nav lēti, piemēram, no mana MNT skrūvgrieža apskata -: 
- Trešais variants. : 
2) Aizsargpanelis ar vai bez balansiera. Strāvu ieteicams ņemt ar rezervi: 
Ja tiek izmantota iespēja bez balansiera, tad nepieciešams balansēšanas savienotāju lodēt. Tas ir nepieciešams, lai kontrolētu spriegumu bankās, t.i. lai novērtētu nelīdzsvarotību. Un, kā jūs saprotat, jums būs periodiski jāuzlādē akumulators pa vienam, izmantojot vienkāršu TP4056 uzlādes moduli, ja sākas nelīdzsvarotība. Tie. Reizi dažos mēnešos mēs paņemam šalli TP4056 un pa vienam uzlādējam visas bankas, kurām uzlādes beigās spriegums ir zem 4,18 V. Šis modulis pareizi pārtrauc uzlādi pie fiksēta 4,2 V sprieguma. Šī procedūra prasīs pusotru stundu, bet bankas būs vairāk vai mazāk līdzsvarotas.
Tas ir uzrakstīts nedaudz haotiski, bet tiem, kas atrodas tvertnē:
Pēc pāris mēnešiem mēs uzlādējam skrūvgrieža akumulatoru. Uzlādes beigās mēs izņemam balansēšanas asti un izmēra spriegumu bankās. Ja sanāk kaut kas tāds - 4.20V/4.18V/4.19V, tad balansēšana būtībā nav nepieciešama. Bet ja bilde ir tāda - 4.20V/4.06V/4.14V, tad ņemam TP4056 moduli un uzlādējam divas bankas pēc kārtas uz 4.2V. Es neredzu citu iespēju, izņemot specializētos lādētājus-balansētājus.
3) Augstas strāvas akumulatori: 
Es jau esmu uzrakstījis pāris nelielas atsauksmes par dažiem no tiem - un. Šeit ir galvenie augstas strāvas 18650 litija jonu akumulatoru modeļi:
- Sanyo UR18650W2 1500mah (maks. 20A)
- Sanyo UR18650RX 2000mah (maks. 20A)
- Sanyo UR18650NSX 2500mah (maks. 20A)
- Samsung INR18650-15L 1500mah (maks. 18A)
- Samsung INR18650-20R 2000mah (maks. 22A)
- Samsung INR18650-25R 2500mah (maks. 20A)
- Samsung INR18650-30Q 3000mah (maks. 15A)
- LG INR18650HB6 1500mah (maks. 30A)
- LG INR18650HD2 2000mah (maks. 25A)
- LG INR18650HD2C 2100mah (maks. 20A)
- LG INR18650HE2 2500mah (maks. 20A)
- LG INR18650HE4 2500mah (maks. 20A)
- LG INR18650HG2 3000mah (maks. 20A)
- SONY US18650VTC3 1600mah (maks. 30A)
- SONY US18650VTC4 2100mah (maks. 30A)
- SONY US18650VTC5 2600mah (maks. 30A)
Es iesaku laika pārbaudītos lētos Samsung INR18650-25R 2500mah (maksimāli 20A), Samsung INR18650-30Q 3000mah (maksimāli 15A) vai LG INR18650HG2 3000mah (maksimāli 20A). Man nav bijusi liela pieredze ar citām burkām, taču mana personīgā izvēle ir Samsung INR18650-30Q 3000mah. Slēpēm bija neliels tehnoloģisks defekts un sāka parādīties viltojumi ar zemu strāvas jaudu. Es varu ievietot rakstu par to, kā atšķirt viltojumu no oriģināla, bet nedaudz vēlāk, jums tas ir jāmeklē.
Kā to visu apvienot:
Nu, daži vārdi par savienojumu. Mēs izmantojam augstas kvalitātes vara dzīslas vadus ar pienācīgu šķērsgriezumu. Tie ir kvalitatīvi akustiskie vai parastie SHVVP/PVS ar šķērsgriezumu 0,5 vai 0,75 mm2 no būvdarbu veikala (izraujam izolāciju un iegūstam kvalitatīvus dažādu krāsu vadus). Savienojošo vadu garumam jābūt minimālam. Baterijas vēlams no vienas un tās pašas partijas. Pirms to pievienošanas vēlams tos uzlādēt ar tādu pašu spriegumu, lai pēc iespējas ilgāk nebūtu nelīdzsvarotības. Akumulatoru lodēšana nav grūta. Galvenais, lai būtu jaudīgs lodāmurs (60-80W) un aktīvā plūsma (piemēram, lodskābe). Lodmetāli ar sprādzienu. Galvenais ir pēc tam noslaucīt lodēšanas vietu ar spirtu vai acetonu. Pašas baterijas ir ievietotas bateriju nodalījumā no vecām NiCd kārbām. Labāk to sakārtot trīsstūrī no mīnusa uz plusu vai, kā tautā saukts par "domkratu", pēc analoģijas ar šo (viena baterija atradīsies otrādi), vai arī ir labs izskaidrojums nedaudz augstāk (testēšanas sadaļā ): 
Tādējādi vadi, kas savieno akumulatorus, būs īsi, tāpēc vērtīgā sprieguma kritums tajos zem slodzes būs minimāls. Neiesaku lietot turētājus 3-4 baterijām tie nav paredzēti tādām strāvām. Side-by-side un balansēšanas vadītāji nav tik svarīgi, un tiem var būt mazāks šķērsgriezums. Ideālā gadījumā baterijas un aizsargplāksni ir labāk ievietot akumulatora nodalījumā un pazeminošo līdzstrāvas pārveidotāju atsevišķi dokstacijā. LED indikatori uzlādi/lādētu var aizstāt ar savu un parādīt uz dokstacijas korpusa. Ja vēlaties, varat pievienot minivoltmetru akumulatora modulim, taču tā ir papildu nauda, jo kopējais akumulatora spriegums tikai netieši norādīs uz atlikušo jaudu. Bet, ja vēlaties, kāpēc ne. Šeit: 
Tagad novērtēsim cenas:
1) BP – no 5 līdz 7 dolāriem
2) DC/DC pārveidotājs – no 2 līdz 4 dolāriem
3) Aizsargdēļi - no 5 līdz 6 dolāriem
4) Baterijas – no 9 līdz 12 dolāriem (3-4 USD par preci)
Kopā vidēji 15-20 USD par pārveidošanu (ar atlaidēm/kuponiem) vai 25 USD bez tiem.
2. atjauninājums, vēl daži veidi, kā pārtaisīt Shurik:
Nākamā iespēja (ieteica no komentāriem, paldies I_R_O Un Kārtmans):
Izmantojiet lētus 2S-3S tipa lādētājus (šis ir tā paša iMax B6 ražotājs) vai visa veida B3/B3 AC/imax RC B3 () vai () kopijas.
Oriģinālā SkyRC e3 uzlādes strāva uz vienu šūnu ir 1,2 A, salīdzinot ar 0,8 A kopijām, tam jābūt precīzam un uzticamam, taču divreiz dārgākam par kopijām. Jūs to varat iegādāties ļoti lēti tajā pašā vietā. Kā es saprotu no apraksta, tam ir 3 neatkarīgi uzlādes moduļi, kaut kas līdzīgs 3 TP4056 moduļiem. Tie. SkyRC e3 un tā kopijām nav balansēšanas kā tāda, bet vienkārši uzlādē bankas vienlaikus līdz vienai sprieguma vērtībai (4,2 V), jo tām nav strāvas savienotāju. SkyRC sortimentā faktiski ir, piemēram, uzlādes un balansēšanas ierīces, taču balansējošā strāva ir tikai 200mA un maksā ap 15-20$, taču tā spēj uzlādēt dzīves maiņas ierīces (LiFeP04) un uzlādēt strāvu līdz 3A. Ikviens interesents var apskatīties modeļu klāsts.
Kopumā šai opcijai ir nepieciešams jebkurš no iepriekš minētajiem 2S-3S lādētājiem, sarkans vai līdzīgs (bez balansēšanas) aizsargplates un augstas strāvas akumulatori: 
Kas attiecas uz mani, tas ir ļoti labs un ekonomisks risinājums, es droši vien pie tā paliktu.
Vēl viens variants, ko ieteica biedrs Volosaty:
Izmantojiet tā saukto "čehu balansētāju": 
Labāk pajautājiet viņam, kur tas tiek pārdots, es par to dzirdu pirmo reizi :-). Par strāvām neko nevaru pastāstīt, bet, spriežot pēc apraksta, tam ir nepieciešams barošanas avots, tāpēc variants nav tik budžetam draudzīgs, bet šķiet interesants lādēšanas strāvas ziņā. Šeit ir saite uz. Kopumā šim variantam nepieciešams: barošanas bloks, sarkans vai tamlīdzīgs (bez balansēšanas) aizsargplates, “čehu balansētājs” un augstas strāvas akumulatori.
Priekšrocības:
Es jau iepriekš minēju litija barošanas avotu (Li-Ion/Li-Pol) priekšrocības salīdzinājumā ar niķeli (NiCd). Mūsu gadījumā tiešs salīdzinājums - tipisks Shurik akumulators, kas izgatavots no NiCd akumulatoriem, salīdzinot ar litiju:
+ augsts enerģijas blīvums. Tipiska 12S 14,4 V 1300 mah niķeļa akumulatora uzkrātā enerģija ir 14,4 * 1,3 = 18,72 Wh, savukārt 4S 18650 14,4 V 3000 mah litija akumulatora uzkrātā enerģija ir 14,4 * 3 = 43,2 Wh.
+ nav atmiņas efekta, t.i. Jūs varat tos uzlādēt jebkurā laikā, negaidot pilnīgu izlādēšanos
+ mazāki izmēri un svars ar tādiem pašiem parametriem kā NiCd
+ ātrs uzlādes laiks (nebaidās no lielām uzlādes strāvām) un skaidra indikācija
+ zema pašizlāde
Vienīgie litija jonu trūkumi ir:
- zema akumulatoru salizturība (tās baidās no negatīvas temperatūras)
- Nepieciešama kārbu balansēšana uzlādes laikā un pārslodzes aizsardzības klātbūtne
Kā redzat, litija priekšrocības ir acīmredzamas, tāpēc bieži vien ir jēga pārveidot barošanas avotu...
+173
+366
Zinātne nestāv uz vietas, kā rezultātā litija-polimēru baterijas ir nostiprinājušās mūsu ikdienas dzīvē. 18650 elementi vien ir tā vērti – par tiem nezina tikai slinks. Turklāt radio vadāmo modeļu hobijā ir noticis kvalitatīvs lēciens jauns līmenis! Kompaktums, liela strāvas jauda un mazs svars nodrošina plašas iespējas uzlabot esošās uz akumulatoru balstītās barošanas sistēmas.
Zinātne ir gājusi vēl tālāk, bet pagaidām mēs koncentrēsimies uz Li jonu versiju (litija jonu).
Tātad veikals iegādājās Turnigy zīmola lādētāju un balansēšanas ierīci litija polimēru akumulatoru 2S un 3S komplektu uzlādēšanai (litija jonu veids, turpmāk LiPo). 
Mana radiovadāmā putuplasta plakne Cessna 150 (modelis, kas izgatavots no putuplasta griestu flīzēm) ir aprīkota ar 2S akumulatoru - skaitlis pirms S norāda virknē savienoto LiPo elementu skaitu. Uzlāde bija tāda pati kā iepriekš, taču lādētāja nēsāšana uz lauka varētu būt vienkāršāka un lētāka.
Kāpēc tik daudz nepatikšanas?
Uzlādējot litija-polimēra akumulatorus, jāievēro vairāki noteikumi: strāva jāuztur 0,5C...1C, un akumulatora spriegums nedrīkst pārsniegt 4,1...4,2 V.
Ja komplektā ir vairāki virknē savienoti elementi, tad nelielas novirzes vienā no tiem galu galā novedīs pie priekšlaicīgiem akumulatoru bojājumiem, ja ķēde nav līdzsvarota. Šis efekts netiek novērots ar NiCd vai NiMh akumulatoriem.
Parasti visiem mezgla elementiem ir tuvu, bet ne vienāda jauda. Ja virknē ir savienoti divi elementi ar dažādu jaudu, tad elements ar mazāku jaudu uzlādējas ātrāk nekā tas, kuram ir lielāka. Tā kā uzlādes process turpinās, līdz tiek uzlādēts akumulators ar lielāko ietilpību, akumulators ar mazāko ietilpību tiks pārlādēts. Gluži pretēji, izlādes laikā elementi ar mazāku jaudu tiek izlādēti ātrāk. Tas noved pie tā, ka pēc daudziem uzlādes-izlādes cikliem kapacitātes atšķirība palielinās, un biežas uzlādes dēļ elementi ar viszemāko jaudu ātri kļūst nelietojami.
Šo problēmu var viegli novērst, ja kontrolējat elementu potenciālu un nodrošina, ka visiem bloka elementiem ir tieši tāds pats spriegums.
Tāpēc ir ļoti ieteicams izmantot ne tikai lādētāju, bet arī tādu, kam ir balansēšanas funkcija.
Aprīkojums: lādētājs + strāvas kabelis ar krokodila spailēm savienošanai ar 12-15 voltu barošanas avotu vai 12 voltu akumulatoru.
Uzlādes laikā lādētājs patērē ne vairāk kā 900 mA.
Divi indikatori zaļā un sarkanā - zaļā jaudas kontrole, sarkans iedegas, kad notiek uzlādes-balansēšanas process. Procesa beigās vai kad balansēšanas savienotājs ir noņemts, sarkanā gaismas diode nodziest.
Uzlāde notiek līdz 4,2 V spriegumam uz vienu elementu. Spriegumi tika mērīti darbā, izmantojot standarta voltmetru. Spriegums 1. un 2. elementa uzlādes beigās bija vienāds ar 4,20 voltiem, 3. elementā bija neliela pārlāde 4,24 volti.
Sadalīšana:
Shēma ir daļēji klasiska: pakāpju pārveidotājs, pēc tam 3 komparatori, kas dod signālu kontrolierim (ķīniešu stilā nolietoti marķējumi, bet ķēdes jaudas daļa radīja neskaidrības). Iemesls iekšām bija mana neuzmanība. Es nejauši nogriezu 3S akumulatora balansēšanas vadus (no skrūvgrieža) un lodējot sajaucu elementu 1 un 3 izejas, kā rezultātā, pievienojot lādētājam (lādētājam), no pēdējā iznāca dūmi . Vizuāla pārbaude Es identificēju bojātu tranzistoru N010X, kuram neatradu aprakstu, bet atradu atsauci uz analogu - tas izrādījās P kanāla lauka efekta tranzistors 
Pārējās daļas pārbaudē tika konstatētas labā stāvoklī. Mājās nebija P kanāla lauka zāles krājumu, cenas vietējā veikalā bija trakas. Šeit noderēja senais Zuksel iezvanpieejas modems, kurā bija man vajadzīgā daļa (ar vairāk labākās īpašības). Tā kā mana redze un detaļas izmērs neļāva visu uzstādīt savās vietās, nācās izvirtīties un uzstādīt detaļu brīvajā vietā aizmugurē.
Man nepatika jaudas daļā, ka 2S režīmā lādētājs darbojas kā vairums līdzīgu, bet ar 3. elementu tas nav tik vienkārši. Daļa kāda iemesla dēļ izdegusi, tā pildīja uzlādējamā akumulatora sprieguma padeves funkciju. Funkcionāli visi trīs elementi tiek uzlādēti uzreiz, kad tiek uzlādēti 1. un 2. elementi, atveras tranzistori un elementi tiek manevrēti caur rezistoriem, tādējādi ļaujot strāvai apiet uzlādētos elementus. Lauka efekta tranzistors atslēdz spriegumu kopumā, un tas arī kontrolē 3. elementa uzlādi. Un, ja 3. elements tiek uzlādēts pirms 1. un 2., tad jauda iet caur diode, lai uzlādētu atlikušos elementus. Vispār shēma ir dubļaina, nonāku pie secinājuma, ka tā ir elementāra detaļu taupīšana.
Mani piemeklējušo piedzīvojumu vaininieks:
Bosch skrūvgriezis, kas pārveidots par litija akumulatoriem no klēpjdatora, lai aizstātu NiCd baterijas, kas nomira no kristalizācijas. Ieslēgts šobrīd Lādētājs kļuva par pārveidotā skrūvgrieža standartu. Pilns uzlādes cikls (4Ah) notiek apmēram 6 stundās, bet es nekad neesmu izlādējis akumulatoru līdz nullei, tāpēc nav nepieciešama ilgstoša uzlāde.
Secinājums
Budžeta lādētājs. Konkrētā gadījumā tas noderēja. Skrūvgriezis ir laimīgs.
Uzlādes strāva 800mA ierobežo uzlādējamo elementu minimālo jaudu. Uzmanīgi apskatiet sava akumulatora aprakstu, kur norādīta maksimālā uzlādes strāva. Lietošanas instrukciju pārkāpšana var izraisīt akumulatoru bojājumus un aizdegšanos.
Parasti jebkurā sistēmā, kas sastāv no vairākām sērijveidā savienotām baterijām, rodas atsevišķu akumulatoru lādiņa nesabalansēšanas problēma. Uzlādes izlīdzināšana ir dizaina paņēmiens, kas uzlabo akumulatora drošību, darbības laiku un kalpošanas laiku. Jaunākie akumulatora aizsardzības IC un uzlādes indikatori no Texas Instruments - BQ2084, BQ20ZXX saime, BQ77PL900 un BQ78PL114, kas iekļauti uzņēmuma produktu līnijā, ir būtiski ieviešanai. no šīs metodes.
KAS IR AKUMULATORA NEBALSĀCIJA?
Pārkaršana vai pārlādēšana paātrinās akumulatora nolietošanos un var izraisīt aizdegšanos vai pat eksploziju. Programmatūras un aparatūras aizsardzība samazina briesmas. Daudzu sērijveidā savienotu akumulatoru bankā (parasti šādus blokus izmanto klēpjdatoros un medicīnas iekārtās) pastāv iespēja, ka baterijas kļūst nelīdzsvarotas, kas noved pie to lēnas, bet vienmērīgas degradācijas.
Nav divu vienādu akumulatoru, un vienmēr ir nelielas atšķirības akumulatora uzlādes stāvoklī (SOC), pašizlādes, kapacitātes, pretestības un temperatūras raksturlielumos, pat ja mēs runājam par viena veida akumulatoriem, no viena un tā paša ražotāja un pat no vienas un tās pašas ražošanas partijas. Veidojot bloku no vairākiem akumulatoriem, ražotājs parasti izvēlas SSB līdzīgas baterijas, salīdzinot spriegumus uz tiem. Tomēr atsevišķu akumulatoru parametru atšķirības joprojām saglabājas un laika gaitā var palielināties. Lielākā daļa lādētāju nosaka pilnu uzlādi pēc visas virknē savienoto akumulatoru ķēdes kopējā sprieguma. Tāpēc atsevišķu akumulatoru uzlādes spriegums var ievērojami atšķirties, bet nedrīkst pārsniegt sprieguma slieksni, pie kura tiek aktivizēta pārlādēšanas aizsardzība. Tomēr vājajam posmam – akumulatoram ar zemu ietilpību vai lielu iekšējo pretestību – var būt augstāks spriegums nekā citiem pilnībā uzlādētiem akumulatoriem. Šāda akumulatora defekti parādīsies vēlāk ilga izlādes cikla laikā. Šāda akumulatora augstais spriegums pēc uzlādes pabeigšanas norāda uz tā paātrinātu degradāciju. Izlādējoties to pašu iemeslu dēļ (augsta iekšējā pretestība un maza ietilpība), šim akumulatoram būs viszemākais spriegums. Tas nozīmē, ka, uzlādējot vāju akumulatoru, pārsprieguma aizsardzība var darboties, savukārt atlikušās ierīces baterijas vēl nebūs pilnībā uzlādētas. Tas izraisīs akumulatora resursu nepietiekamu izmantošanu.
LĪDZSVAROŠANAS METODES
Akumulatora nelīdzsvarotība būtiski negatīvi ietekmē akumulatora darbības laiku un kalpošanas laiku. Vislabāk ir izlīdzināt akumulatoru spriegumu un SSB, kad tie ir pilnībā uzlādēti. Ir divas akumulatoru balansēšanas metodes - aktīvās un pasīvās. Pēdējo dažreiz sauc par "rezistoru balansēšanu". Pasīvā metode ir pavisam vienkārša: baterijas, kurām nepieciešams balansēšana, tiek izlādētas caur apvada ķēdēm, kas izkliedē jaudu. Šīs apiešanas shēmas var integrēt akumulatorā vai ievietot ārējā mikroshēmā. Šī metode ir ieteicama zemu izmaksu lietojumiem. Gandrīz visa liekā enerģija no akumulatoriem ar lielu uzlādi tiek izkliedēta siltuma veidā - tas ir galvenais pasīvās metodes trūkums, jo tas samazina akumulatora darbības laiku starp uzlādēm. Aktīvā balansēšanas metode izmanto induktorus vai kondensatorus, kuriem ir niecīgi enerģijas zudumi, lai pārsūtītu enerģiju no ļoti uzlādētām baterijām uz mazāk uzlādētām baterijām. Tāpēc aktīvā metode ir ievērojami efektīvāka nekā pasīvā. Protams, efektivitātes paaugstināšanai ir jāmaksā - papildu, salīdzinoši dārgu komponentu izmantošana.
PASĪVĀ BALANSĒŠANAS METODE
Vienkāršākais risinājums ir izlīdzināt akumulatora spriegumu. Piemēram, BQ77PL900 IC, kas nodrošina aizsardzību akumulatoru blokiem ar 5-10 akumulatoriem sērijveidā, tiek izmantots bezsvina instrumentos, skrejriteņos, nepārtraukti avoti pārtika un medicīnas aprīkojums. Mikroshēma ir funkcionāli nokomplektēta, un to var izmantot darbam ar bateriju nodalījumu, kā parādīts 1. attēlā. Salīdzinot akumulatora spriegumu ar ieprogrammētiem sliekšņiem, mikroshēma, ja nepieciešams, ieslēdz balansēšanas režīmu. 2. attēlā parādīts darbības princips. Ja jebkura akumulatora spriegums pārsniedz noteikto slieksni, uzlāde apstājas un tiek pievienotas apvada ķēdes. Uzlāde netiek atsākta, kamēr akumulatora spriegums nokrītas zem sliekšņa un balansēšanas procedūra tiek pārtraukta.
Rīsi. 1.BQ77PL900 mikroshēma tiek izmantota atsevišķi
darbības režīms, lai aizsargātu akumulatoru
Pielietojot balansēšanas algoritmu, kas kā kritēriju izmanto tikai sprieguma novirzi, iespējama nepilnīga balansēšana bateriju iekšējās pretestības atšķirības dēļ (sk. 3. att.). Fakts ir tāds, ka iekšējā pretestība veicina sprieguma izplatīšanos uzlādes laikā. Akumulatora aizsardzības mikroshēma nevar noteikt, vai sprieguma nelīdzsvarotību izraisa dažādas akumulatora jaudas vai to iekšējās pretestības atšķirības. Tāpēc ar šāda veida pasīvo balansēšanu nav garantijas, ka visas baterijas būs 100% uzlādētas. BQ2084 uzlādes indikatora IC izmanto uzlabotu sprieguma balansēšanas versiju. Lai samazinātu iekšējās pretestības izmaiņu ietekmi, BQ2084 veic balansēšanu tuvāk uzlādes procesa beigām, kad uzlādes strāva ir zema. Vēl viena BQ2084 priekšrocība ir visu ierīcē iekļauto bateriju sprieguma mērīšana un analīze. Tomēr jebkurā gadījumā šī metode ir piemērojama tikai uzlādes režīmā.
Rīsi. 2.Pasīvā metode, kuras pamatā ir sprieguma balansēšana
Rīsi. 3.Pasīvā sprieguma balansēšanas metode
neefektīvi izmanto akumulatora jaudu
BQ20ZXX saimes mikroshēmas izmanto patentēto Impedance Track tehnoloģiju, lai noteiktu uzlādes līmeni, pamatojoties uz SSB un akumulatora jaudas noteikšanu. Šajā tehnoloģijā katram akumulatoram tiek aprēķināts lādiņš Q NEED, kas nepieciešams, lai sasniegtu pilnībā uzlādētu stāvokli, pēc kura tiek atrasta starpība ΔQ starp visu akumulatoru Q NEED. Tad mikroshēma ieslēdz barošanas slēdžus, caur kuriem akumulators tiek līdzsvarots līdz stāvoklim ΔQ = 0. Tā kā akumulatoru iekšējās pretestības atšķirība šo metodi neietekmē, to var izmantot jebkurā laikā: gan tad, kad akumulatoru uzlāde un izlāde. Izmantojot Impedance Track tehnoloģiju, tiek panākta precīzāka akumulatora balansēšana (skat. 4. attēlu).
Rīsi. 4.
AKTĪVĀ LĪDZSVAROŠANA
Energoefektivitātes ziņā šī metode ir pārāka par pasīvo balansēšanu, jo Lai pārsūtītu enerģiju no vairāk uzlādēta akumulatora uz mazāk uzlādētu, rezistoru vietā tiek izmantotas induktivitātes un kapacitātes, kurās praktiski nav enerģijas zudumu. Šī metode ir ieteicama gadījumos, kad nepieciešams maksimālais akumulatora darbības laiks.
Ar patentētu PowerPump tehnoloģiju, BQ78PL114 ir TI jaunākais aktīvais akumulatora balansēšanas komponents un izmanto induktīvo pārveidotāju, lai pārsūtītu enerģiju. PowerPump izmanto n-kanālu p-kanāla MOSFET un droseli, kas atrodas starp akumulatoru pāri. Ķēde ir parādīta 5. attēlā. MOSFET un induktors veido starpposma buck/boost pārveidotāju. Ja BQ78PL114 nosaka, ka augšējam akumulatoram ir jāpārsūta enerģija uz apakšējo akumulatoru, PS3 kontaktā tiek ģenerēts aptuveni 200 kHz signāls ar aptuveni 30% darbības ciklu. Kad Q1 taustiņš ir atvērts, enerģija no augšējā akumulatora tiek uzkrāta droseļvārstu. Kad slēdzis Q1 aizveras, induktīvā uzkrātā enerģija caur slēdža Q2 atgriezenisko diodi ieplūst apakšējā akumulatorā.
Rīsi. 5.
Enerģijas zudumi ir nelieli un galvenokārt rodas diodē un induktorā. BQ78PL114 mikroshēma īsteno trīs balansēšanas algoritmus:
- pēc sprieguma akumulatora spailēs. Šī metode ir līdzīga iepriekš aprakstītajai pasīvās balansēšanas metodei;
- ar atvērtas ķēdes spriegumu. Šī metode kompensē akumulatoru iekšējās pretestības atšķirības;
- saskaņā ar SZB (pamatojoties uz akumulatora stāvokļa prognozēšanu). Metode ir līdzīga tai, ko izmanto BQ20ZXX mikroshēmu saimē pasīvai balansēšanai ar SSB un akumulatora ietilpību. Šajā gadījumā ir precīzi noteikts lādiņš, kas jāpārnes no viena akumulatora uz otru. Līdzsvarošana notiek uzlādes beigās. Izmantojot šo metodi, tiek sasniegts labākais rezultāts (skat. 6. att.)
Rīsi. 6.
Lielo balansēšanas strāvu dēļ PowerPump tehnoloģija ir daudz efektīvāka nekā parastā pasīvā balansēšana ar iekšējiem apvadslēdžiem. Balansējot klēpjdatora akumulatoru bloku, balansēšanas strāvas ir 25...50 mA. Izvēloties komponentu vērtību, jūs varat sasniegt balansēšanas efektivitāti 12-20 reizes labāk nekā ar pasīvo metodi ar iekšējām atslēgām. Tipisku nelīdzsvarotības vērtību (mazāku par 5%) var sasniegt vienā vai divos ciklos.
Turklāt PowerPump tehnoloģijai ir arī citas acīmredzamas priekšrocības: balansēšana var notikt jebkurā darbības režīmā – uzlādē, izlādējot un pat tad, ja enerģiju padevējam akumulatoram ir zemāks spriegums nekā enerģiju saņemošajam akumulatoram. Salīdzinot ar pasīvo metodi, tiek zaudēts daudz mazāk enerģijas.
AKTĪVĀS UN PASĪVĀS LĪDZSVAROŠANAS METODES EFEKTIVITĀTES Diskusija
PowerPump tehnoloģija balansē ātrāk. Atbalansējot 2% no 2200 mAh akumulatoriem, to var izdarīt vienā vai divos ciklos. Izmantojot pasīvo balansēšanu, akumulatorā iebūvētie strāvas slēdži ierobežo maksimālo strāvas vērtību, tāpēc var būt nepieciešami vēl daudzi balansēšanas cikli. Balansēšanas process var pat tikt pārtraukts, ja ir liela akumulatora parametru atšķirība.
Pasīvās balansēšanas ātrumu var palielināt, izmantojot ārējos komponentus. 7. attēlā parādīts tipisks šāda risinājuma piemērs, ko var izmantot kopā ar BQ77PL900, BQ2084 vai BQ20ZXX saimes mikroshēmām. Vispirms tiek ieslēgts iekšējais akumulatora slēdzis, kas rada nelielu nobīdes strāvu, kas plūst caur rezistoriem R Ext1 un R Ext2, kas savienoti starp akumulatora spailēm un mikroshēmu. Vārtu avota spriegums pāri rezistoram RExt2 ieslēdz ārējo slēdzi, un balansēšanas strāva sāk plūst caur atvērto ārējo slēdzi un rezistoru R Bal.
Rīsi. 7.Pasīvās balansēšanas shematiskā diagramma
izmantojot ārējos komponentus
Šīs metodes trūkums ir tāds, ka blakus esošo akumulatoru nevar vienlaikus līdzsvarot (sk. 8.a att.). Tas ir tāpēc, ka, ja blakus esošā akumulatora iekšējais slēdzis ir atvērts, strāva nevar plūst caur rezistoru R Ext2. Tāpēc atslēga Q1 paliek aizvērta pat tad, ja iekšējā atslēga ir atvērta. Praksē šai problēmai nav lielas nozīmes, jo Izmantojot šo balansēšanas metodi, Q2 savienotais akumulators tiek ātri līdzsvarots, un pēc tam tiek līdzsvarots akumulators, kas savienots ar Q2 taustiņu.
Vēl viena problēma ir augsts aizplūšanas avota spriegums V DS, kas var rasties, ja tiek līdzsvarots katrs otrais akumulators. 8.b attēlā parādīts gadījums, kad augšējā un apakšējā baterija ir līdzsvarota. Šajā gadījumā vidējās atslēgas spriegums V DS var pārsniegt maksimāli pieļaujamo. Šīs problēmas risinājums ir ierobežot rezistora R Ext maksimālo vērtību vai novērst iespēju vienlaikus balansēt katru otro akumulatoru.
Ātrās balansēšanas metode ir jauns veids, kā uzlabot akumulatora drošību. Izmantojot pasīvo balansēšanu, mērķis ir līdzsvarot akumulatora kapacitāti, taču zemo balansēšanas strāvu dēļ tas ir iespējams tikai uzlādes cikla beigās. Citiem vārdiem sakot, slikta akumulatora pārlādēšanu var novērst, taču tas nepalielinās darbības laiku bez uzlādēšanas, jo pārāk daudz enerģijas tiks zaudēts apvada pretestības ķēdēs.
Izmantojot PowerPump aktīvās balansēšanas tehnoloģiju, vienlaikus tiek sasniegti divi mērķi - jaudas balansēšana uzlādes cikla beigās un minimāla sprieguma starpība izlādes cikla beigās. Enerģija tiek uzglabāta un pārnesta uz vāju akumulatoru, nevis izkliedēta kā siltums apvedceļa ķēdēs.
SECINĀJUMS
Pareiza akumulatora sprieguma balansēšana ir viens no veidiem, kā palielināt akumulatoru darbības drošību un palielināt to kalpošanas laiku. Jaunās balansēšanas tehnoloģijas uzrauga katra akumulatora stāvokli, kas palielina to kalpošanas laiku un uzlabo ekspluatācijas drošību. PowerPump ātrās aktīvās balansēšanas tehnoloģija palielina akumulatora darbības laiku un ļauj akumulatorus līdzsvarot pēc iespējas efektīvāk un efektīvāk izlādes cikla beigās.
