ปรับสมดุลแบตเตอรี่ Li ion บล็อกจาก says_t

💖 ชอบไหม?แชร์ลิงก์กับเพื่อนของคุณ

ปัจจุบันแบตเตอรี่ลิเธียมกำลังได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น โดยเฉพาะพวกนิ้ว เช่น 18650 ที่ 3.7 โวลต์ 3000 มิลลิแอมป์ ฉันไม่สงสัยเลยว่าในอีก 3-5 ปีพวกเขาจะเข้ามาแทนที่นิกเกิลแคดเมียมอย่างสมบูรณ์ จริงอยู่ที่คำถามเกี่ยวกับการชาร์จยังคงเปิดอยู่ หากทุกอย่างชัดเจนด้วยแบตเตอรี่เก่าให้ประกอบเข้ากับแบตเตอรี่และผ่านตัวต้านทานไปที่ใดก็ได้ บล็อกที่เหมาะสมโภชนาการแล้วเคล็ดลับดังกล่าวใช้ไม่ได้ผลที่นี่ แต่แล้วคุณจะชาร์จหลายชิ้นในคราวเดียวได้อย่างไรโดยไม่ต้องใช้ที่ชาร์จแบบสมดุลที่มีตราสินค้าราคาแพง

ทฤษฎี

สำหรับการเชื่อมต่อแบบอนุกรมของแบตเตอรี่ มักจะเป็นบวก แผนภาพไฟฟ้าเชื่อมต่อขั้วบวกของแบตเตอรี่ก้อนแรกในการเชื่อมต่อแบบอนุกรม ขั้วบวกของแบตเตอรี่ก้อนที่สองเชื่อมต่อกับขั้วลบ ฯลฯ ขั้วลบของแบตเตอรี่ก้อนสุดท้ายเชื่อมต่อกับขั้วลบของตัวเครื่อง สืบเนื่องมาจาก การเชื่อมต่อแบบอนุกรม แบตเตอรี่มีความจุเท่ากับแบตเตอรี่ก้อนเดียว และแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่นั้นเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ที่รวมอยู่ในนั้น ซึ่งหมายความว่าหากแบตเตอรี่มีแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่หนึ่งก้อนคูณด้วยจำนวนแบตเตอรี่ในแบตเตอรี่

พลังงานสะสมในแบตเตอรี่เท่ากับผลรวมของพลังงานของแบตเตอรี่แต่ละก้อน (ผลคูณของพลังงานของแบตเตอรี่แต่ละก้อน หากแบตเตอรี่เท่ากัน) ไม่ว่าแบตเตอรี่จะเชื่อมต่อแบบขนานหรือแบบอนุกรมก็ตาม

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่สามารถเชื่อมต่อกับหน่วยจ่ายไฟเพียงอย่างเดียวได้ - กระแสไฟชาร์จในแต่ละองค์ประกอบ (แบตเตอรี) จะต้องเท่ากัน การปรับสมดุลจะดำเนินการเมื่อชาร์จแบตเตอรี่เมื่อมีพลังงานมากและไม่สามารถประหยัดได้มากนักดังนั้นหากไม่มีการสูญเสียที่สำคัญคุณสามารถใช้การกระจายพลังงานไฟฟ้า "ส่วนเกิน" แบบพาสซีฟได้

แบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมไม่ต้องการระบบเพิ่มเติม เนื่องจากแต่ละจุดเชื่อมต่อเมื่อถึงแรงดันประจุสูงสุดแล้ว จะหยุดรับพลังงาน สัญญาณของ Ni-Cd ที่ชาร์จจนเต็มคือแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็นค่าหนึ่ง จากนั้นลดลงหลายสิบมิลลิโวลต์ และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น เพื่อให้พลังงานส่วนเกินกลายเป็นความร้อนทันที

ตรงกันข้ามกับแบตเตอรี่ลิเธียม การคายประจุจนถึงแรงดันไฟฟ้าต่ำจะทำให้เคมีเสื่อมลงและเกิดความเสียหายต่อองค์ประกอบอย่างถาวร โดยมีความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น โดยทั่วไปแล้วจะไม่ได้รับการปกป้องจากการชาร์จไฟเกิน และคุณอาจสิ้นเปลืองพลังงานที่ไม่จำเป็นได้มาก ซึ่งช่วยลดอายุการใช้งานได้อย่างมาก

หากเราเชื่อมต่อเซลล์ลิเธียมหลายเซลล์ติดต่อกันและป้อนเซลล์เหล่านั้นผ่านแคลมป์ที่ปลายทั้งสองด้านของบล็อก เราก็จะไม่สามารถควบคุมประจุของแต่ละเซลล์ได้ ก็เพียงพอแล้วที่หนึ่งในนั้นจะมีความต้านทานสูงกว่าเล็กน้อยหรือความจุต่ำกว่าเล็กน้อยและลิงค์นี้จะไปถึงแรงดันประจุที่ 4.2 V เร็วกว่ามากในขณะที่ส่วนที่เหลือจะยังมี 4.1 V และเมื่อแรงดันไฟฟ้าของแพ็คเกจทั้งหมด ถึงแรงดันประจุ อาจเป็นไปได้ว่าจุดอ่อนเหล่านี้ถูกชาร์จถึง 4.3 โวลต์หรือมากกว่านั้น ในแต่ละรอบดังกล่าว พารามิเตอร์จะลดลง นอกจากนี้ Li-Ion ยังไม่เสถียร และหากมีการบรรทุกมากเกินไป ก็อาจมีอุณหภูมิสูงและเกิดการระเบิดได้

ส่วนใหญ่มักจะอยู่ที่เอาต์พุตต้นทาง แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จมีการติดตั้งอุปกรณ์ที่เรียกว่า “บาลานเซอร์” บาลานเซอร์ประเภทที่ง่ายที่สุดคือตัวจำกัดแรงดันไฟฟ้า เป็นตัวเปรียบเทียบที่เปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าบนแบตเตอรี Li-Ion ด้วยค่าเกณฑ์ 4.20 V เมื่อถึงค่านี้สวิตช์ทรานซิสเตอร์อันทรงพลังจะเปิดขึ้นเชื่อมต่อแบบขนานกับองค์ประกอบโดยส่งกระแสประจุส่วนใหญ่ผ่านตัวมันเองและ เปลี่ยนพลังงานให้เป็นความร้อน ในกรณีนี้ ตัวกระป๋องเองจะได้รับกระแสไฟเพียงส่วนเล็กๆ มาก ซึ่งแทบจะหยุดการชาร์จ และทำให้เพื่อนบ้านสามารถชาร์จใหม่ได้ การปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าบนเซลล์แบตเตอรี่ด้วยบาลานเซอร์จะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อสิ้นสุดการชาร์จเมื่อองค์ประกอบถึงค่าเกณฑ์

แผนภาพแบบง่ายของบาลานเซอร์สำหรับแบตเตอรี่

ต่อไปนี้เป็นแผนภาพวงจรแบบง่ายของบาลานเซอร์กระแสที่ใช้ TL431 ตัวต้านทาน R1 และ R2 ตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเป็น 4.20 โวลต์หรือคุณสามารถเลือกตัวอื่นได้ตามประเภทของแบตเตอรี่ แรงดันอ้างอิงสำหรับตัวควบคุมจะถูกลบออกจากทรานซิสเตอร์และที่ขอบ 4.20 V ระบบจะเริ่มเปิดทรานซิสเตอร์เล็กน้อยเพื่อป้องกันไม่ให้เกินแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อยจะทำให้กระแสทรานซิสเตอร์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในระหว่างการทดสอบอยู่ที่ 4.22 V (เพิ่มขึ้น 20 mV) กระแสไฟฟ้ามากกว่า 1 A

โดยหลักการแล้วทรานซิสเตอร์ PNP ใด ๆ ที่ทำงานในช่วงแรงดันและกระแสที่เราสนใจนั้นเหมาะสมที่นี่ หากจะชาร์จแบตเตอรี่ด้วยกระแสไฟ 500 mA การคำนวณกำลังนั้นง่ายมาก: 4.20 V x 0.5 A = 2.1 V และนี่คือปริมาณที่ทรานซิสเตอร์ต้องสูญเสียซึ่งอาจต้องใช้การระบายความร้อนบ้าง สำหรับกระแสไฟชาร์จ 1 A ขึ้นไป การสูญเสียพลังงานจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย และการกำจัดความร้อนจะยากขึ้นเรื่อยๆ ในระหว่างการทดสอบ มีการทดสอบทรานซิสเตอร์หลายตัวโดยเฉพาะ BD244C, 2N6491 และ A1535A ซึ่งล้วนทำงานเหมือนกัน

ควรเลือกตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า R1 และ R2 เพื่อให้ได้ แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการข้อ จำกัด เพื่อความสะดวก นี่คือค่าเล็กๆ น้อยๆ หลังจากนำไปใช้ ซึ่งเราจะได้ผลลัพธ์ดังนี้:

  • R1 + R2 = โว
  • 22K + 33K = 4.166 โวลต์
  • 15K + 22K = 4.204 โวลต์
  • 47K + 68K = 4.227 โวลต์
  • 27K + 39K = 4.230 โวลต์
  • 39K + 56K = 4.241 โวลต์
  • 33K + 47K = 4.255 โวลต์

นี่คืออะนาล็อกของซีเนอร์ไดโอดอันทรงพลังที่โหลดด้วยโหลดความต้านทานต่ำซึ่งไดโอด D2...D5 เล่นที่นี่ ไมโครเซอร์กิต D1 วัดแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วบวกและลบของแบตเตอรี่ และหากแรงดันไฟฟ้าเกินเกณฑ์ที่กำหนด ทรานซิสเตอร์อันทรงพลังจะเปิดออก โดยส่งกระแสทั้งหมดจากเครื่องชาร์จผ่านตัวมันเอง วิธีเชื่อมต่อทั้งหมดนี้เข้าด้วยกันและกับแหล่งจ่ายไฟ - ดูด้านล่าง

บล็อกมีขนาดเล็กมากและคุณสามารถติดตั้งได้อย่างปลอดภัยบนองค์ประกอบโดยตรง คุณเพียงแค่ต้องจำไว้ว่าศักยภาพของขั้วลบของแบตเตอรี่นั้นเกิดขึ้นบนตัวทรานซิสเตอร์และคุณต้องระมัดระวังเมื่อติดตั้งระบบหม้อน้ำทั่วไป - คุณต้องใช้ฉนวนของตัวทรานซิสเตอร์จากกัน

การทดสอบ

จำเป็นต้องมีบล็อกปรับสมดุล 6 ชิ้นทันที ชาร์จพร้อมกันแบตเตอรี่ 6 18650 องค์ประกอบต่างๆ มองเห็นได้ในภาพด้านล่าง

องค์ประกอบทั้งหมดถูกชาร์จที่ 4.20 โวลต์อย่างแน่นอน (แรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดโดยโพเทนชิโอมิเตอร์) และทรานซิสเตอร์ก็ร้อนแม้ว่าจะไม่มีการระบายความร้อนเพิ่มเติม - ชาร์จด้วยกระแส 500 mA ดังนั้น เราจึงสามารถแนะนำวิธีนี้ได้อย่างปลอดภัยสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมหลายก้อนพร้อมกันจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าทั่วไป

อภิปรายบทความการชาร์จแบตเตอรี่หลายก้อนพร้อมกัน

ปัจจุบันมีเครื่องชาร์จจำนวนมากในตลาด เครื่องจักรอัตโนมัติหรือไม่ มีหรือไม่มีการวัดความจุไฟฟ้า เครื่องชาร์จส่วนใหญ่เป็นแบบสากลและสามารถชาร์จองค์ประกอบทางเคมีได้ทุกชนิด ลิเธียมไอออนและลิเธียมโพลีเมอร์ถูกนำมาใช้มากขึ้นในอุปกรณ์ต่างๆ
เมื่อไม่นานมานี้ ฉันแปลงแบตเตอรี่ไขควงเป็นเซลล์ลิเธียมไอออน 18650 ฉันชาร์จด้วยเครื่องชาร์จอัจฉริยะของ Turnigy แต่ไม่ใช่ทุกคนที่มีที่ชาร์จนี้

จำเป็นสำหรับการประกอบ

ฉันตัดสินใจประกอบที่ชาร์จแบบเรียบง่ายพร้อมบาลานเซอร์สำหรับลิเธียมไอออน เครื่องชาร์จมี 3 ช่องสัญญาณอิสระที่เหมือนกัน พวกเขาสามารถเรียกเก็บเงินจากองค์ประกอบหนึ่งถึงสาม หากจำเป็น คุณสามารถเพิ่มช่องจำนวนเท่าใดก็ได้ ฉันมีสามอันนั่นคือ 3S หรือ 11.1 โวลต์
ตัวเรือนสำหรับเครื่องชาร์จแบบสมดุลคือตัวเรือนจากการถูกไฟไหม้ เราเตอร์ดีลิงค์- ถ้าเป็นไปได้ ให้ใช้กรณีที่ใหญ่กว่านั้น เพราะการทำงานจะคับแคบมาก

ส่วนประกอบหลักประการหนึ่งคือแหล่งจ่ายไฟสำหรับแต่ละช่องสัญญาณ บทบาทของพวกเขาเล่นโดยแผงชาร์จแท็บเล็ตโดยมีเอาต์พุต 5 โวลต์และกระแส 1 แอมแปร์ (หรือสามารถซื้อได้ใน Ali Express -


ตัวควบคุมการชาร์จเป็นบอร์ดจากจีน - แต่ละช่องมีตัวควบคุมของตัวเอง ฉันมีบอร์ดที่ไม่มีการป้องกัน แต่ในกรณีนี้ก็ไม่จำเป็น คุณสามารถใช้บอร์ดควบคุมร่วมกับตัวเชื่อมต่อได้ ฉันไม่มีพวกมันในสองตัว แต่พวกมันถูกถอดออกสำหรับโปรเจ็กต์อื่น ราคาสำหรับโมดูลเหล่านี้มีราคาถูก หากคุณกำลังดัดแปลงอุปกรณ์ที่ใช้ลิเธียมไอออนและลิเธียมโพลีเมอร์ คอนโทรลเลอร์เหล่านี้จะขาดไม่ได้

การทำแท่นชาร์จแบบบาลานซ์

ต้องบัดกรีแผงควบคุมการชาร์จเข้ากับเอาต์พุตของแผงชาร์จ สามารถทำได้แยกกัน ฉันบัดกรีมันด้วยสายไฟหนาจากสายไฟดังนั้นโครงสร้างจึงแข็งแกร่งยิ่งขึ้น


บอร์ดควบคุมการชาร์จมีไฟ LED ที่แสดงการชาร์จและการสิ้นสุดการชาร์จ พวกเขาจำเป็นต้องถูกบัดกรีออก แต่จะมีไฟ LED ธรรมดาที่มีสีต่างกันแทน โดยจะติดอยู่กับหน้าต่างที่ไฟ LED ของเราเตอร์เคยกะพริบมาก่อน


ฉันบัดกรีสายไฟจากสายเคเบิลเก่าไปยังไฟ LED ฮาร์ดไดรฟ์คอมพิวเตอร์. หากมีไฟ LED ที่มีขั้วบวกร่วม (บวก) แสดงว่าใช้งานได้ดีกว่า ฉันไม่มีสิ่งเหล่านี้ดังนั้นฉันจึงใช้สิ่งที่ฉันมี


แทนที่ LED แบบเก่า เราบัดกรีสายเคเบิลด้วย LED ในภาพฉันมี LED สีเขียว 3 มม. ฉันต้องเปลี่ยนพวกมัน พวกมันไหม้เกรียม ฉันไม่ได้ตรวจสอบพวกมันก่อนที่จะทำการบัดกรี


สำหรับแผงด้านหลังคุณต้องตัดขอบออก เราทำการตัดสวิตช์ไฟและขั้วต่อเอาต์พุต 4 พิน ขั้วต่อถูกถอดออกจากฮาร์ดไดรฟ์เก่า คุณสามารถใช้พินใดก็ได้ตามจำนวนพินที่ต้องการ โดยมีกระแส 1-2 แอมแปร์
สวิตช์ถูกถอดออกจากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์เครื่องเก่า เราขันฝาครอบด้วยสกรูสองตัวเพื่อความแข็งแกร่ง


เราติดขั้วต่อเอาต์พุตด้วยกาวอีพอกซีหรือโซดาด้วยกาวซุปเปอร์ เพื่อความรวดเร็วฉันจึงติดกาวทั้งสองอัน
แท่นชาร์จพร้อมคอนโทรลเลอร์ติดกาวด้วยกาวกันความร้อน แต่ก่อนจะซ่อมก็บัดกรีสายเครือข่ายก่อน


เราประสานสายไฟเครือข่ายเส้นใดเส้นหนึ่งเข้ากับสวิตช์ สายที่สองต่อเข้ากับสายที่สองของสายไฟโดยตรง


ตอนนี้เราติดไฟ LED ฉันติดมันด้วยกาวร้อน หรือคุณสามารถใช้เบกกิ้งโซดาและกาวซุปเปอร์ก็ได้


ประสานจัมเปอร์เอาท์พุต
รวมทั้งตัวควบคุมตัวแรกที่ขาแรกของขั้วต่อเอาต์พุต ลบบนขาที่สองแล้วเชื่อมต่อกับเครื่องหมายบวกของคอนโทรลเลอร์ตัวที่สอง และอื่นๆ


เราบิดตัวและวางไว้ข้างๆ


มาทำสายไฟสำหรับชาร์จรุ่นนี้กัน
ฉันใช้ลวดสองชิ้นจาก หน่วยคอมพิวเตอร์โภชนาการ ฉันบัดกรีมันตามลำดับตั้งแต่หน้าสัมผัสแรกของตัวเชื่อมต่อหนึ่งไปจนถึงหน้าสัมผัสตัวที่สอง


เชื่อมต่อเครื่องชาร์จเข้ากับแบตเตอรี่ไขควง () ไฟ LED สีแดงแสดงว่ากำลังดำเนินการชาร์จ เมื่อการชาร์จเสร็จสิ้น ไฟ LED สีเขียวจะสว่างขึ้น ดังนั้นไอคอนบนเคสจะสว่างขึ้น: Wi-Fi คอมพิวเตอร์เครื่องที่สองและสี่


นี่คือที่ชาร์จที่เราได้รับ ต้นทุนมีน้อยแต่ผลประโยชน์มหาศาล
อุปกรณ์นี้สามารถชาร์จชุดประกอบลิเธียมโพลีเมอร์ที่ผู้สร้างโมเดลใช้ในยานพาหนะของตนได้ สิ่งสำคัญคือการทำสายชาร์จให้ถูกต้อง

ยินดีต้อนรับทุกท่านที่แวะมาครับ การตรวจสอบจะเน้นไปที่ผ้าพันคอธรรมดาสองชิ้นที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมการประกอบ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเรียกว่าบีเอ็มเอส การตรวจสอบจะรวมถึงการทดสอบ รวมถึงตัวเลือกต่างๆ ในการแปลงไขควงสำหรับลิเธียมโดยใช้บอร์ดเหล่านี้หรือที่คล้ายกัน สำหรับใครที่สนใจก็ยินดีต้อนรับภายใต้แมว
อัปเดต 1 เพิ่มการทดสอบการทำงานของบอร์ดและวิดีโอสั้นบนกระดานสีแดง
อัปเดต 2 เนื่องจากหัวข้อนี้กระตุ้นความสนใจเพียงเล็กน้อย ฉันจะพยายามเสริมการรีวิวด้วยวิธีอื่นๆ หลายวิธีในการสร้าง Shurik ใหม่เพื่อสร้างคำถามที่พบบ่อยง่ายๆ

มุมมองทั่วไป:


ลักษณะการทำงานโดยย่อของบอร์ด:


บันทึก:

ฉันต้องการเตือนคุณทันที - มีเพียงกระดานสีน้ำเงินเท่านั้นที่มีบาลานเซอร์ ส่วนสีแดงไม่มีบาลานเซอร์ เช่น นี่คือบอร์ดป้องกันกระแสไฟเกิน/ดิสชาร์จเกิน/ลัดวงจร/โหลดสูงล้วนๆ และตรงกันข้ามกับความเชื่อบางประการ ไม่มีรุ่นใดที่มีตัวควบคุมการชาร์จ (CC/CV) ดังนั้นในการทำงานจึงจำเป็นต้องใช้บอร์ดพิเศษที่มีข้อจำกัดแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าคงที่

ขนาดกระดาน:

ขนาดของบอร์ดมีขนาดเล็กมาก เพียง 56 มม.*21 มม. สำหรับสีน้ำเงิน และ 50 มม.* 22 มม. สำหรับสีแดง:




นี่คือการเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ AA และ 18650:


รูปร่าง:

เริ่มต้นด้วย:


เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด คุณจะเห็นตัวควบคุมการป้องกัน – S8254AA และส่วนประกอบที่ปรับสมดุลสำหรับชุดประกอบ 3S:


น่าเสียดายที่ตามผู้ขายระบุว่ากระแสไฟในการทำงานอยู่ที่ 8A เท่านั้น แต่เมื่อพิจารณาจากเอกสารข้อมูลแล้ว mosfet AO4407A หนึ่งตัวได้รับการออกแบบมาสำหรับ 12A (สูงสุด 60A) และเรามีสองตัว:

นอกจากนี้ ฉันจะสังเกตด้วยว่ากระแสไฟสมดุลมีขนาดเล็กมาก (ประมาณ 40 มิลลิแอมป์) และการปรับสมดุลจะถูกเปิดใช้งานทันทีที่เซลล์/ธนาคารทั้งหมดเปลี่ยนเป็นโหมด CV (ระยะการชาร์จที่สอง)
การเชื่อมต่อ:


ง่ายกว่าเพราะไม่มีบาลานเซอร์:


นอกจากนี้ยังใช้ตัวควบคุมการป้องกัน - S8254AA แต่ได้รับการออกแบบมาสำหรับกระแสไฟในการทำงานที่สูงกว่า 15A (ตามข้อมูลของผู้ผลิตอีกครั้ง):


เมื่อดูเอกสารข้อมูลสำหรับพาวเวอร์มอสเฟตที่ใช้ กระแสไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่ที่ 70A และกระแสสูงสุดคือ 200A แม้แต่มอสเฟตตัวเดียวก็เพียงพอแล้ว และเรามีสองตัวในนั้น:

การเชื่อมต่อคล้ายกัน:


โดยรวมแล้วดังที่เราเห็นทั้งสองบอร์ดมีตัวควบคุมการป้องกันพร้อมการแยกที่จำเป็น, มอสเฟตกำลังและสับเปลี่ยนเพื่อควบคุมกระแสที่ไหลผ่าน แต่อันสีน้ำเงินก็มีบาลานเซอร์ในตัวด้วย ฉันไม่ได้ดูวงจรมากนัก แต่ดูเหมือนว่ากำลังมอสเฟตจะขนานกัน ดังนั้นกระแสไฟฟ้าที่ใช้งานจึงสามารถคูณด้วยสองได้ หมายเหตุสำคัญ - กระแสไฟสูงสุดในการทำงานถูกจำกัดด้วยการแบ่งกระแส! ผ้าพันคอเหล่านี้ไม่ทราบเกี่ยวกับอัลกอริธึมการชาร์จ (CC/CV) เพื่อยืนยันว่าสิ่งเหล่านี้เป็นแผงป้องกันที่แม่นยำ เราสามารถตัดสินได้จากเอกสารข้อมูลสำหรับคอนโทรลเลอร์ S8254AA ซึ่งไม่มีคำพูดเกี่ยวกับโมดูลการชาร์จ:


คอนโทรลเลอร์ได้รับการออกแบบมาสำหรับการเชื่อมต่อ 4S ดังนั้นด้วยการปรับเปลี่ยนบางอย่าง (ตัดสินโดยแผ่นข้อมูล) - การบัดกรีตัวเชื่อมต่อและตัวต้านทานบางทีผ้าพันคอสีแดงอาจใช้งานได้:


ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะอัพเกรดผ้าพันคอสีน้ำเงินเป็น 4S คุณจะต้องประสานองค์ประกอบบาลานเซอร์

การทดสอบบอร์ด:

เอาล่ะมาดูประเด็นสำคัญที่สุดกันดีกว่าว่าเหมาะสมกับการใช้งานจริงแค่ไหน อุปกรณ์ต่อไปนี้จะช่วยเราในการทดสอบ:
- โมดูลสำเร็จรูป (โวลต์มิเตอร์สามสาม/สี่ลงทะเบียนและที่ใส่แบตเตอรี่ 18650 สามก้อน) ซึ่งปรากฏในการตรวจสอบเครื่องชาร์จของฉันแม้ว่าจะไม่มีหางที่สมดุล:


- แอมแปร์ - โวลต์มิเตอร์แบบลงทะเบียนสองตัวสำหรับการตรวจสอบปัจจุบัน (การอ่านค่าอุปกรณ์ต่ำกว่า):


- ตัวแปลง DC/DC แบบสเต็ปดาวน์พร้อมการจำกัดกระแสและความสามารถในการชาร์จลิเธียม:


- อุปกรณ์ชาร์จและปรับสมดุล iCharger 208B สำหรับการคายประจุทั้งชุด

ขาตั้งนั้นเรียบง่าย - บอร์ดคอนเวอร์เตอร์จ่ายไฟแบบตายตัว แรงดันไฟฟ้าคงที่ 12.6V และจำกัดกระแสการชาร์จ เมื่อใช้โวลต์มิเตอร์ เราจะดูว่าบอร์ดทำงานที่แรงดันไฟฟ้าเท่าใด และธนาคารมีความสมดุลอย่างไร
ก่อนอื่น มาดูคุณสมบัติหลักของกระดานสีน้ำเงิน นั่นก็คือ การปรับสมดุล ในภาพมี 3 กระป๋อง ชาร์จที่ 4.15V/4.18V/4.08V ดังที่เราเห็นมีความไม่สมดุล เราใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสไฟชาร์จจะค่อยๆลดลง (เกจล่าง):


เนื่องจากผ้าพันคอไม่มีตัวบ่งชี้ใด ๆ จึงสามารถประเมินความสมบูรณ์ของความสมดุลได้ด้วยตาเท่านั้น แอมป์มิเตอร์แสดงค่าศูนย์ไว้แล้วมากกว่าหนึ่งชั่วโมงก่อนจะสิ้นสุด สำหรับผู้ที่สนใจ นี่คือวิดีโอสั้นๆ เกี่ยวกับวิธีการทำงานของบาลานเซอร์ในบอร์ดนี้:


เป็นผลให้ธนาคารมีความสมดุลที่ 4.210V/4.212V/4.206V ซึ่งค่อนข้างดี:


เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า 12.6V เล็กน้อยตามที่ฉันเข้าใจ Balancer จะไม่ทำงานและทันทีที่แรงดันไฟฟ้าบนกระป๋องอันใดอันหนึ่งถึง 4.25V ตัวควบคุมการป้องกัน S8254AA จะปิดการชาร์จ:


สถานการณ์จะเหมือนกันกับกระดานสีแดง ตัวควบคุมการป้องกัน S8254AA ก็ปิดการชาร์จที่ 4.25V:


ตอนนี้เรามาดูจุดตัดโหลดกัน ฉันจะคายประจุตามที่กล่าวไว้ข้างต้นด้วยเครื่องชาร์จ iCharger 208B และอุปกรณ์ปรับสมดุลในโหมด 3S ที่มีกระแส 0.5A (เพื่อการวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น) เนื่องจากฉันไม่ต้องการรอให้แบตเตอรี่หมด ฉันจึงนำแบตเตอรี่ที่หมดไปหนึ่งก้อน (สีเขียว Samson INR18650-25R ในภาพ)
กระดานสีน้ำเงินจะปิดโหลดทันทีที่แรงดันไฟฟ้าของกระป๋องใดกระป๋องหนึ่งถึง 2.7V ในภาพ (ไม่โหลด -> ก่อนปิดเครื่อง -> สิ้นสุด):


อย่างที่คุณเห็นบอร์ดจะปิดโหลดที่ 2.7V อย่างแน่นอน (ผู้ขายระบุว่า 2.8V) สำหรับฉันดูเหมือนว่านี่จะสูงไปหน่อยโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่าในไขควงตัวเดียวกันโหลดมีขนาดใหญ่ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าตกจึงมีมาก อย่างไรก็ตามขอแนะนำให้มีการตัดไฟ 2.4-2.5V ในอุปกรณ์ดังกล่าว
ในทางกลับกันกระดานสีแดงจะปิดโหลดทันทีที่แรงดันไฟฟ้าของกระป๋องอันใดอันหนึ่งถึง 2.5V ในภาพ (ไม่โหลด -> ก่อนปิดเครื่อง -> สิ้นสุด):


โดยทั่วไปทุกอย่างที่นี่ดี แต่ไม่มีบาลานเซอร์

อัปเดต 1: การทดสอบโหลด:
ขาตั้งต่อไปนี้จะช่วยเราในเรื่องกระแสไฟขาออก:
- ที่ยึด/ที่ยึดเดียวกันสำหรับแบตเตอรี่ 18650 สามก้อน
- โวลต์มิเตอร์ 4 ทะเบียน (ควบคุมแรงดันไฟฟ้ารวม)
- หลอดไส้รถยนต์เป็นแบบโหลด (ขออภัย ผมมีหลอดไส้ 65W เพียง 4 หลอด หลอดละ 65W ไม่มีอีกแล้ว)
- มัลติมิเตอร์ HoldPeak HP-890CN สำหรับวัดกระแส (สูงสุด 20A)
- สายอะคูสติกตีเกลียวทองแดงคุณภาพสูงหน้าตัดขนาดใหญ่

คำสองสามคำเกี่ยวกับขาตั้ง: แบตเตอรี่เชื่อมต่อกันด้วย "แจ็ค" เช่น ราวกับว่าทีละสายเพื่อลดความยาวของสายเชื่อมต่อดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมพวกเขาภายใต้โหลดจะน้อยที่สุด:


การเชื่อมต่อกระป๋องบนที่ยึด (“แม่แรง”):


หัววัดสำหรับมัลติมิเตอร์นั้นเป็นสายไฟคุณภาพสูงพร้อมคลิปหนีบจระเข้จากเครื่องชาร์จ iCharger 208B และอุปกรณ์ปรับสมดุล เนื่องจาก HoldPeak ไม่ได้สร้างแรงบันดาลใจให้เกิดความมั่นใจ และการเชื่อมต่อที่ไม่จำเป็นจะทำให้เกิดการบิดเบือนเพิ่มเติม
อันดับแรก มาทดสอบแผงป้องกันสีแดงกันก่อน เนื่องจากเป็นโหลดปัจจุบันที่น่าสนใจที่สุด ประสานสายไฟและสายไฟ:


ปรากฎดังนี้ (การเชื่อมต่อโหลดกลายเป็นความยาวขั้นต่ำ):


ฉันได้กล่าวไปแล้วในหัวข้อการสร้าง Shurik ขึ้นมาใหม่ว่าผู้ถือดังกล่าวไม่ได้ออกแบบมาสำหรับกระแสดังกล่าวจริงๆ แต่พวกเขาจะทำเพื่อการทดสอบ
ดังนั้นขาตั้งที่มีผ้าพันคอสีแดง (ตามการวัดไม่เกิน 15A):


ให้ฉันอธิบายสั้น ๆ ว่า: บอร์ดมี 15A แต่ฉันไม่มีโหลดที่เหมาะสมที่จะพอดีกับกระแสนี้เนื่องจากหลอดที่สี่เพิ่มอีกประมาณ 4.5-5A และนี่ก็เกินขีดจำกัดของบอร์ดแล้ว ที่ 12.6A พาวเวอร์มอสเฟตจะอุ่น แต่ไม่ร้อน เหมาะสำหรับการใช้งานในระยะยาว ที่กระแสมากกว่า 15A บอร์ดจะเข้าสู่การป้องกัน ฉันวัดด้วยตัวต้านทานพวกเขาเพิ่มแอมแปร์สองสามแอมแปร์ แต่ขาตั้งถูกถอดประกอบแล้ว
ข้อดีอย่างมากของกระดานสีแดงคือไม่มีการปิดกั้นการป้องกัน เหล่านั้น. เมื่อกระตุ้นการป้องกัน ไม่จำเป็นต้องเปิดใช้งานโดยจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปที่หน้าสัมผัสเอาต์พุต นี่เป็นวิดีโอสั้น ๆ :


ให้ฉันอธิบายเล็กน้อย เนื่องจากหลอดไส้มีความต้านทานต่ำเมื่อเย็น และยังเชื่อมต่อแบบขนาน ผ้าพันคอจึงคิดว่าเกิดอะไรขึ้น ไฟฟ้าลัดวงจรและการป้องกันก็เกิดขึ้น แต่เนื่องจากบอร์ดไม่มีตัวล็อค คุณจึงสามารถอุ่นคอยล์ได้เล็กน้อย ทำให้สตาร์ทได้ "นุ่มนวลขึ้น"

ผ้าพันคอสีน้ำเงินเก็บกระแสได้มากกว่า แต่ที่กระแสมากกว่า 10A พาวเวอร์มอสเฟตจะร้อนมาก ที่ 15A ผ้าพันคอจะอยู่ได้ไม่เกินหนึ่งนาที เพราะหลังจากผ่านไป 10-15 วินาที นิ้วจะไม่คงอุณหภูมิอีกต่อไป โชคดีที่พวกมันเย็นลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงค่อนข้างเหมาะสำหรับการบรรทุกในระยะสั้น ทุกอย่างจะเรียบร้อยดี แต่เมื่อการป้องกันถูกกระตุ้น บอร์ดจะถูกบล็อก และเพื่อปลดล็อค คุณจะต้องจ่ายแรงดันไฟฟ้าไปที่หน้าสัมผัสเอาต์พุต ตัวเลือกนี้ไม่เหมาะสำหรับไขควงอย่างชัดเจน โดยรวมแล้วกระแสคือ 16A แต่มอสเฟตจะร้อนมาก:


บทสรุป:ความเห็นส่วนตัวของฉันคือบอร์ดป้องกันทั่วไปที่ไม่มีบาลานเซอร์ (สีแดง) เหมาะสำหรับเครื่องมือไฟฟ้า มีกระแสไฟในการทำงานสูง มีแรงดันไฟฟ้าตัดที่เหมาะสมที่สุดที่ 2.5V และสามารถอัปเกรดเป็นการกำหนดค่า 4S (14.4V/16.8V) ได้อย่างง่ายดาย ฉันคิดว่านี่คือที่สุด ทางเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการแปลง Shurik งบประมาณสำหรับลิเธียม
ตอนนี้สำหรับผ้าพันคอสีน้ำเงิน ข้อดีอย่างหนึ่งคือการมีความสมดุล แต่กระแสการทำงานยังมีน้อย 12A (24A) ค่อนข้างไม่เพียงพอสำหรับ Shurik ที่มีแรงบิด 15-25Nm โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคาร์ทริดจ์เกือบหยุดเมื่อขันสกรูให้แน่น และแรงดันไฟฟ้าตัดเป็นเพียง 2.7V ซึ่งหมายความว่าภายใต้ภาระหนักความจุของแบตเตอรี่บางส่วนจะยังคงไม่มีผู้อ้างสิทธิ์เนื่องจากที่กระแสสูงแรงดันไฟฟ้าตกที่ธนาคารมีความสำคัญและได้รับการออกแบบสำหรับ 2.5V และข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดคือบอร์ดถูกบล็อกเมื่อมีการกระตุ้นการป้องกัน ดังนั้นจึงไม่เป็นที่พึงปรารถนาในการใช้ไขควง จะดีกว่าถ้าใช้ผ้าพันคอสีน้ำเงินในโครงการโฮมเมดบางชิ้น แต่นี่เป็นความเห็นส่วนตัวของฉันอีกครั้ง

รูปแบบการใช้งานที่เป็นไปได้หรือวิธีแปลงแหล่งจ่ายไฟของ Shurik เป็นลิเธียม:

แล้วคุณจะเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟของ Shurik ที่คุณชื่นชอบจาก NiCd เป็น Li-Ion/Li-Pol ได้อย่างไร? หัวข้อนี้ค่อนข้างถูกแฮ็กและโดยหลักการแล้วพบวิธีแก้ปัญหาแล้ว แต่ฉันจะพูดซ้ำอีกครั้งสั้น ๆ
เริ่มต้นด้วยฉันจะพูดสิ่งหนึ่ง - ในชูริคงบประมาณมีเพียงบอร์ดป้องกันการชาร์จไฟเกิน / ดิสชาร์จเกิน / ไฟฟ้าลัดวงจร / กระแสโหลดสูง (คล้ายกับกระดานสีแดงที่กำลังตรวจสอบ) ไม่มีความสมดุลที่นั่น ยิ่งไปกว่านั้น แม้แต่เครื่องมือไฟฟ้าบางยี่ห้อก็ยังไม่มีความสมดุล เช่นเดียวกับเครื่องมือทั้งหมดที่พูดอย่างภาคภูมิใจว่า "ชาร์จใน 30 นาที" ใช่ พวกเขาชาร์จภายในครึ่งชั่วโมง แต่การปิดเครื่องจะเกิดขึ้นทันทีที่แรงดันไฟฟ้าในธนาคารแห่งหนึ่งถึงค่าที่กำหนดหรือแผงป้องกันถูกเรียกใช้ คาดเดาได้ไม่ยากว่าธนาคารจะไม่ชาร์จเต็มแต่ส่วนต่างเพียง 5-10% เท่านั้น จึงไม่ใช่เรื่องสำคัญนัก สิ่งสำคัญที่ต้องจำคือการชาร์จที่สมดุลจะคงอยู่เป็นเวลาอย่างน้อยหลายชั่วโมง จึงเกิดคำถามว่า จำเป็นหรือไม่?

ดังนั้นตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดจะมีลักษณะดังนี้:
เครื่องชาร์จเครือข่ายที่มีเอาต์พุตเสถียร 12.6V และข้อจำกัดกระแส (1-2A) -> แผงป้องกัน ->
สิ่งสำคัญที่สุด: ราคาถูก รวดเร็ว เป็นที่ยอมรับ เชื่อถือได้ การทรงตัวขึ้นอยู่กับสถานะของกระป๋อง (ความจุและความต้านทานภายใน) นี่เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ แต่หลังจากผ่านไประยะหนึ่งความไม่สมดุลจะทำให้ตัวเองรู้สึกได้ในเวลาใช้งาน

ตัวเลือกที่ถูกต้องเพิ่มเติม:
เครื่องชาร์จเครือข่ายพร้อมเอาต์พุตเสถียร 12.6V, ข้อจำกัดกระแส (1-2A) -> แผงป้องกันพร้อมสมดุล -> แบตเตอรี่ 3 ก้อนเชื่อมต่อเป็นอนุกรม
โดยสรุป: แพง เร็ว/ช้า คุณภาพสูง เชื่อถือได้ การทรงตัวเป็นเรื่องปกติ ความจุของแบตเตอรี่คือสูงสุด

ดังนั้น เราจะพยายามทำสิ่งที่คล้ายกับตัวเลือกที่สอง โดยทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:
1) แบตเตอรี่ Li-Ion/Li-Pol แผงป้องกัน และอุปกรณ์ชาร์จและปรับสมดุลแบบพิเศษ (iCharger, iMax) นอกจากนี้ คุณจะต้องถอดตัวเชื่อมต่อการปรับสมดุลออก มีข้อเสียเพียงสองประการเท่านั้น - เครื่องชาร์จรุ่นไม่ถูกและไม่สะดวกในการบริการ ข้อดี – กระแสสูงประจุ, ความสมดุลของกระแสสูงของกระป๋อง
2) แบตเตอรี่ Li-Ion/Li-Pol, แผงป้องกันพร้อมระบบปรับสมดุล, ตัวแปลงไฟ DC พร้อมระบบจำกัดกระแส, แหล่งจ่ายไฟ
3) แบตเตอรี่ Li-Ion/Li-Pol, แผงป้องกันที่ไม่มีการปรับสมดุล (สีแดง), ตัวแปลง DC พร้อมการจำกัดกระแส, แหล่งจ่ายไฟ ข้อเสียเพียงอย่างเดียวคือเมื่อเวลาผ่านไป กระป๋องจะไม่สมดุล เพื่อลดความไม่สมดุลก่อนที่จะเปลี่ยนชูริกจำเป็นต้องปรับแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในระดับเดียวกันและขอแนะนำให้นำกระป๋องจากชุดเดียวกัน

ตัวเลือกแรกจะใช้ได้เฉพาะกับผู้ที่มีหน่วยความจำโมเดลเท่านั้น แต่สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าหากพวกเขาต้องการมัน พวกเขาก็สร้าง Shurik ใหม่เมื่อนานมาแล้ว ตัวเลือกที่สองและสามนั้นเหมือนกันจริงและมีสิทธิ์ในการมีชีวิต คุณเพียงแค่ต้องเลือกสิ่งที่สำคัญที่สุด - ความเร็วหรือความจุ ฉันเชื่อว่าตัวเลือกสุดท้ายคือตัวเลือกที่ดีที่สุด แต่คุณจะต้องสร้างสมดุลให้กับธนาคารเพียงไม่กี่เดือนเท่านั้น

พูดพล่อยพอแล้ว เรามาเริ่มการปรับปรุงกันดีกว่า เนื่องจากฉันไม่มีประสบการณ์กับแบตเตอรี่ NiCd ฉันจึงพูดถึงการแปลงเป็นคำพูดเท่านั้น เราจะต้อง:

1) แหล่งจ่ายไฟ:

ตัวเลือกแรก แหล่งจ่ายไฟ (PSU) อย่างน้อย 14V หรือมากกว่า กระแสไฟขาออกเป็นที่ต้องการอย่างน้อย 1A (โดยหลักการแล้วคือประมาณ 2-3A) เราจะใช้แหล่งจ่ายไฟจากแล็ปท็อป/เน็ตบุ๊ก จากเครื่องชาร์จ (เอาต์พุตมากกว่า 14V) หน่วยสำหรับจ่ายไฟให้กับแถบ LED อุปกรณ์บันทึกวิดีโอ (แหล่งจ่ายไฟ DIY) เช่น หรือ:


- ตัวแปลง DC/DC แบบสเต็ปดาวน์ที่มีการจำกัดกระแสและสามารถชาร์จลิเธียมได้ เช่น หรือ:


- ตัวเลือกที่สอง พร้อมบล็อคแหล่งจ่ายไฟสำหรับ Shuriks ที่มีการจำกัดกระแสและเอาต์พุต 12.6V ไม่ถูกเป็นตัวอย่างจากรีวิวไขควง MNT ของฉัน -:


- ตัวเลือกที่สาม -


2) แผงป้องกันมีหรือไม่มีบาลานเซอร์ ขอแนะนำให้ใช้กระแสสำรอง:


หากใช้ตัวเลือกที่ไม่มีบาลานเซอร์ จำเป็นต้องบัดกรีขั้วต่อบาลานซ์ นี่เป็นสิ่งจำเป็นในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ธนาคารเช่น เพื่อประเมินความไม่สมดุล และตามที่คุณเข้าใจ คุณจะต้องชาร์จแบตเตอรี่ใหม่เป็นระยะโดยใช้โมดูลชาร์จ TP4056 แบบธรรมดา หากความไม่สมดุลเริ่มต้นขึ้น เหล่านั้น. ทุกๆ สองสามเดือน เราใช้ผ้าพันคอ TP4056 และชาร์จช่องทั้งหมดที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 4.18V ทีละช่อง โมดูลนี้จะตัดการชาร์จอย่างถูกต้องที่แรงดันไฟฟ้าคงที่ 4.2V ขั้นตอนนี้จะใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงครึ่ง แต่ธนาคารจะมีความสมดุลไม่มากก็น้อย
มันเขียนอย่างสับสนเล็กน้อย แต่สำหรับผู้ที่อยู่ในรถถัง:
หลังจากผ่านไปสองสามเดือน เราจะชาร์จแบตเตอรี่ไขควง เมื่อสิ้นสุดการชาร์จ เราจะนำหางที่สมดุลออกมาและวัดแรงดันไฟฟ้าที่ฝั่ง หากคุณได้รับสิ่งนี้ - 4.20V/4.18V/4.19V แสดงว่าไม่จำเป็นต้องปรับสมดุล แต่ถ้าภาพดังต่อไปนี้ - 4.20V/4.06V/4.14V แสดงว่าเราใช้โมดูล TP4056 และชาร์จสองธนาคารเป็น 4.2V ฉันไม่เห็นตัวเลือกอื่นใดนอกจากที่ชาร์จและบาลานเซอร์แบบพิเศษ

3) แบตเตอรี่กระแสสูง:


ฉันเขียนไปแล้วสองสามเรื่อง ความคิดเห็นเล็กๆเกี่ยวกับบางส่วนของพวกเขา - และ ต่อไปนี้คือรุ่นหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 18650 กระแสสูง:
- Sanyo UR18650W2 1500mah (สูงสุด 20A)
- Sanyo UR18650RX 2000mah (สูงสุด 20A)
- Sanyo UR18650NSX 2500mah (สูงสุด 20A)
- ซัมซุง INR18650-15L 1500mah (สูงสุด 18A)
- ซัมซุง INR18650-20R 2000mah (สูงสุด 22A)
- Samsung INR18650-25R 2500mah (สูงสุด 20A)
- Samsung INR18650-30Q 3000mah (สูงสุด 15A)
- LG INR18650HB6 1500mah (สูงสุด 30A)
- LG INR18650HD2 2000mah (สูงสุด 25A)
- LG INR18650HD2C 2100mah (สูงสุด 20A)
- LG INR18650HE2 2500mah (สูงสุด 20A)
- LG INR18650HE4 2500mah (สูงสุด 20A)
- LG INR18650HG2 3000mah (สูงสุด 20A)
- SONY US18650VTC3 1600mah (สูงสุด 30A)
- SONY US18650VTC4 2100mah (สูงสุด 30A)
- SONY US18650VTC5 2600mah (สูงสุด 30A)

ฉันขอแนะนำ Samsung INR18650-25R 2500mah (สูงสุด 20A) ที่ผ่านการทดสอบตามเวลา, Samsung INR18650-30Q 3000mah (สูงสุด 15A) หรือ LG INR18650HG2 3000mah (สูงสุด 20A) ฉันไม่เคยมีประสบการณ์กับขวดอื่นมากนัก แต่ตัวเลือกส่วนตัวของฉันคือ Samsung INR18650-30Q 3000mah สกีมีข้อบกพร่องทางเทคโนโลยีเล็กน้อย และของปลอมที่มีกระแสไฟต่ำก็เริ่มปรากฏขึ้น ฉันสามารถโพสต์บทความเกี่ยวกับวิธีแยกแยะของปลอมจากต้นฉบับได้ แต่คุณต้องค้นหาในภายหลัง

วิธีรวบรวมทั้งหมดนี้เข้าด้วยกัน:


คำสองสามคำเกี่ยวกับการเชื่อมต่อ เราใช้ลวดตีเกลียวทองแดงคุณภาพสูงที่มีหน้าตัดที่เหมาะสม เหล่านี้เป็นอะคูสติกคุณภาพสูงหรือ SHVVP/PVS ธรรมดาที่มีหน้าตัด 0.5 หรือ 0.75 มม.2 จากร้านฮาร์ดแวร์ (เราฉีกฉนวนและรับสายไฟคุณภาพสูงที่มีสีต่างกัน) ควรรักษาความยาวของตัวนำเชื่อมต่อให้น้อยที่สุด ควรเลือกใช้แบตเตอรี่จากชุดเดียวกัน ก่อนที่จะเชื่อมต่อขอแนะนำให้ชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าเดียวกันเพื่อไม่ให้เกิดความไม่สมดุลให้นานที่สุด การบัดกรีแบตเตอรี่ไม่ใช่เรื่องยาก สิ่งสำคัญคือการมีหัวแร้งที่ทรงพลัง (60-80W) และฟลักซ์ที่ใช้งานอยู่ (เช่นกรดบัดกรี) ประสานเสียงปัง สิ่งสำคัญคือการเช็ดบริเวณบัดกรีด้วยแอลกอฮอล์หรืออะซิโตน ตัวแบตเตอรี่เองจะอยู่ในช่องใส่แบตเตอรี่จากกระป๋อง NiCd เก่า เป็นการดีกว่าที่จะจัดเรียงเป็นรูปสามเหลี่ยมลบถึงบวกหรือที่นิยมเรียกว่า "แจ็ค" โดยการเปรียบเทียบกับสิ่งนี้ (แบตเตอรี่หนึ่งก้อนจะอยู่ด้านหลัง) หรือมีคำอธิบายที่ดีสูงกว่าเล็กน้อย (ในส่วนการทดสอบ ):


ดังนั้นสายไฟที่เชื่อมต่อกับแบตเตอรี่จะสั้นดังนั้นแรงดันไฟฟ้าอันมีค่าที่ลดลงภายใต้ภาระจะน้อยที่สุด ฉันไม่แนะนำให้ใช้ที่ยึดสำหรับแบตเตอรี่ 3-4 ก้อน เพราะไม่ได้มีไว้สำหรับกระแสดังกล่าว ตัวนำแบบเคียงข้างกันและตัวนำแบบสมดุลนั้นไม่สำคัญนักและอาจมีขนาดหน้าตัดที่เล็กกว่าได้ ตามหลักการแล้ว ควรบรรจุแบตเตอรี่และแผงป้องกันไว้ในช่องใส่แบตเตอรี่ และใส่ตัวแปลง DC แบบแยกส่วนลงในแท่นวาง ไฟ LED แสดงสถานะการชาร์จ/การชาร์จสามารถเปลี่ยนได้ด้วยตัวเองและแสดงบนตัวแท่นวาง หากต้องการคุณสามารถเพิ่มมินิโวลต์มิเตอร์ลงในโมดูลแบตเตอรี่ได้ แต่นี่เป็นเงินพิเศษเนื่องจากแรงดันไฟฟ้ารวมของแบตเตอรี่จะระบุความจุคงเหลือทางอ้อมเท่านั้น แต่ถ้าคุณต้องการทำไมจะไม่ได้ ที่นี่ :

ตอนนี้เรามาประมาณราคากัน:
1) BP – จาก 5 ถึง 7 ดอลลาร์
2) ตัวแปลง DC/DC – ตั้งแต่ 2 ถึง 4 ดอลลาร์
3) แผงป้องกัน - ตั้งแต่ 5 ถึง 6 ดอลลาร์
4) แบตเตอรี่ – ตั้งแต่ 9 ถึง 12 ดอลลาร์ ($3-4 ต่อรายการ)

รวมแล้วโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 15-20 เหรียญสหรัฐสำหรับการปรับปรุงใหม่ (พร้อมส่วนลด/คูปอง) หรือ 25 เหรียญสหรัฐหากไม่มีสิ่งเหล่านั้น

อัปเดต 2 อีกสองสามวิธีในการสร้าง Shurik ใหม่:

ตัวเลือกถัดไป (แนะนำจากความคิดเห็นขอบคุณ ไอ_อาร์_โอและ รถเข็น):
ใช้เครื่องชาร์จประเภท 2S-3S ราคาไม่แพง (นี่คือผู้ผลิต iMax B6 รุ่นเดียวกัน) หรือสำเนา B3/B3 AC/imax RC B3 ทุกชนิด () หรือ ()
SkyRC e3 รุ่นดั้งเดิมมีกระแสไฟชาร์จต่อเซลล์ที่ 1.2A เทียบกับ 0.8A สำหรับการทำสำเนา ซึ่งควรจะแม่นยำและเชื่อถือได้ แต่มีราคาแพงกว่าสำเนาถึงสองเท่า คุณสามารถซื้อได้ในราคาถูกมากในที่เดียวกัน ตามที่ฉันเข้าใจจากคำอธิบาย มันมีโมดูลการชาร์จแยกกัน 3 โมดูล ซึ่งคล้ายกับโมดูล TP4056 3 โมดูล เหล่านั้น. SkyRC e3 และสำเนาไม่มีความสมดุลเช่นนี้ แต่เพียงชาร์จธนาคารด้วยค่าแรงดันไฟฟ้าหนึ่งค่า (4.2V) ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากไม่มีขั้วต่อไฟ จริงๆ แล้วการแบ่งประเภทของ SkyRC รวมถึงอุปกรณ์ชาร์จและปรับสมดุล แต่กระแสไฟสมดุลอยู่ที่ 200mA และมีราคาประมาณ 15-20 เหรียญสหรัฐ แต่สามารถชาร์จอุปกรณ์ที่เปลี่ยนแปลงชีวิตได้ (LiFeP04) และชาร์จกระแสสูงสุด 3A ใครสนใจสามารถเข้าไปดูได้ ช่วงโมเดล.
โดยรวมแล้ว สำหรับตัวเลือกนี้ คุณต้องมีที่ชาร์จ 2S-3S ใดๆ ข้างต้น แผงป้องกันสีแดงหรือคล้ายกัน (ไม่มีการปรับสมดุล) และแบตเตอรี่กระแสไฟสูง:


สำหรับฉันมันเป็นทางเลือกที่ดีและประหยัดมากฉันคงจะยึดติดกับมัน

อีกทางเลือกหนึ่งที่เพื่อนแนะนำ โวโลซาตี:
ใช้สิ่งที่เรียกว่า "เครื่องถ่วงดุลเช็ก":

ไปถามเขาดีกว่าว่าขายที่ไหน เพราะนี่เป็นครั้งแรกที่ฉันได้ยินเรื่องนี้ :-) ฉันไม่สามารถบอกคุณอะไรเกี่ยวกับกระแสได้ แต่เมื่อพิจารณาจากคำอธิบายแล้ว จำเป็นต้องมีแหล่งพลังงาน ดังนั้นตัวเลือกนี้จึงไม่เป็นมิตรกับงบประมาณ แต่ดูน่าสนใจในแง่ของการชาร์จกระแส นี่คือลิงค์ไปยัง โดยรวมแล้ว สำหรับตัวเลือกนี้ คุณต้องมี: แหล่งจ่ายไฟ, แผงป้องกันสีแดงหรือคล้ายกัน (ไม่มีการปรับสมดุล), “บาลานเซอร์ของเช็ก” และแบตเตอรี่กระแสไฟสูง

ข้อดี:
ก่อนหน้านี้ฉันได้กล่าวถึงข้อดีของอุปกรณ์จ่ายไฟลิเธียม (Li-Ion/Li-Pol) มากกว่านิกเกิล (NiCd) ในกรณีของเรา การเปรียบเทียบแบบตัวต่อตัว – แบตเตอรี่ Shurik ทั่วไปที่ทำจากแบตเตอรี่ NiCd เทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียม:
+ ความหนาแน่นของพลังงานสูง แบตเตอรี่นิกเกิล 12S 14.4V 1300mah ทั่วไปมีพลังงานที่เก็บไว้ 14.4*1.3=18.72Wh ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียม 4S 18650 14.4V 3000mah มีพลังงานที่เก็บไว้ 14.4*3=43.2Wh
+ ไม่มีเอฟเฟกต์หน่วยความจำเช่น คุณสามารถชาร์จได้ตลอดเวลาโดยไม่ต้องรอให้คายประจุจนหมด
+ ขนาดและน้ำหนักที่เล็กกว่าด้วยพารามิเตอร์เดียวกันกับ NiCd
+ เวลาชาร์จเร็ว (ไม่กลัวกระแสชาร์จสูง) และสัญญาณบอกสถานะชัดเจน
+ การปลดปล่อยตัวเองต่ำ

ข้อเสียเพียงอย่างเดียวของ Li-Ion คือ:
- ความต้านทานน้ำค้างแข็งต่ำของแบตเตอรี่ (กลัวอุณหภูมิติดลบ)
- ต้องมีการปรับสมดุลของกระป๋องระหว่างการชาร์จและต้องมีการป้องกันการปล่อยประจุเกิน
อย่างที่คุณเห็น ข้อดีของลิเธียมนั้นชัดเจน ดังนั้นจึงมักจะสมเหตุสมผลที่จะปรับปรุงแหล่งจ่ายไฟ...
+173 +366

วิทยาศาสตร์ไม่หยุดนิ่ง ส่งผลให้แบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์มีความมั่นคงในชีวิตประจำวันของเรา องค์ประกอบ 18650 เพียงอย่างเดียวก็คุ้มค่า - มีเพียงคนขี้เกียจเท่านั้นที่ไม่รู้เกี่ยวกับองค์ประกอบเหล่านี้ นอกจากนี้ งานอดิเรกของโมเดลที่ควบคุมด้วยวิทยุยังมีการก้าวกระโดดเชิงคุณภาพอีกด้วย ระดับใหม่- ความกะทัดรัด เอาต์พุตกระแสไฟสูง และน้ำหนักต่ำทำให้มีขอบเขตที่กว้างในการปรับปรุงระบบพลังงานที่ใช้แบตเตอรี่ที่มีอยู่

วิทยาศาสตร์ก้าวหน้าไปไกลกว่านั้น แต่สำหรับตอนนี้ เราจะมุ่งเน้นไปที่เวอร์ชัน Li Ion (ลิเธียมไอออน)
ดังนั้น ร้านค้าจึงซื้อเครื่องชาร์จและอุปกรณ์ปรับสมดุลจากแบรนด์ Turnigy เพื่อชาร์จชุดแบตเตอรี่ลิเธียมโพลิเมอร์ 2S และ 3S (ลิเธียมไอออนชนิดหนึ่ง ซึ่งต่อไปนี้จะเรียกว่า LiPo)






เครื่องบินโฟมควบคุมด้วยคลื่นวิทยุ Cessna 150 ของฉัน (แบบจำลองที่ทำจากกระเบื้องโฟมเพดาน) ติดตั้งแบตเตอรี่ 2S - ตัวเลขที่อยู่หน้า S ระบุจำนวนเซลล์ LiPo ที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรม การชาร์จก็เหมือนเดิม แต่การพกพาที่ชาร์จภาคสนามอาจทำได้ง่ายกว่าและถูกกว่า

ทำไมปัญหามากมาย?
เมื่อชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมโพลีเมอร์ต้องปฏิบัติตามกฎหลายข้อ: ต้องรักษากระแสไฟไว้ที่ 0.5C...1C และแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ไม่ควรเกิน 4.1...4.2 V
หากชุดประกอบมีองค์ประกอบหลายรายการที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม การเบี่ยงเบนเล็กน้อยในองค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่งในที่สุดจะนำไปสู่ความเสียหายต่อแบตเตอรี่ก่อนวัยอันควรหากวงจรไม่สมดุล ผลกระทบนี้จะไม่พบเมื่อใช้แบตเตอรี่ NiCd หรือ NiMh
ตามกฎแล้ว องค์ประกอบทั้งหมดในชุดประกอบจะมีความจุใกล้เคียงกันแต่ไม่เท่ากัน หากองค์ประกอบสององค์ประกอบที่มีความจุต่างกันเชื่อมต่อกันแบบอนุกรม องค์ประกอบที่มีความจุน้อยกว่าจะชาร์จเร็วกว่าองค์ประกอบที่มีความจุมากกว่า เนื่องจากกระบวนการชาร์จจะดำเนินต่อไปจนกว่าจะชาร์จเซลล์ที่มีความจุมากที่สุด แบตเตอรี่ที่มีความจุน้อยกว่าจะถูกชาร์จมากเกินไป ในระหว่างการคายประจุ ในทางกลับกัน องค์ประกอบที่มีความจุต่ำกว่าจะถูกคายประจุเร็วขึ้น สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าหลังจากหลายรอบการคายประจุ ความแตกต่างในความจุจะเพิ่มขึ้น และเนื่องจากการชาร์จไฟบ่อยครั้ง องค์ประกอบที่มีความจุต่ำสุดจึงใช้งานไม่ได้อย่างรวดเร็ว
ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ง่ายหากคุณควบคุมศักยภาพขององค์ประกอบต่างๆ และตรวจสอบให้แน่ใจว่าองค์ประกอบทั้งหมดในบล็อกมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากันทุกประการ
ดังนั้นจึงขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้ไม่เพียงแค่เครื่องชาร์จเท่านั้น แต่ยังมีฟังก์ชันปรับสมดุลอีกด้วย

อุปกรณ์:แท่นชาร์จ+สายไฟพร้อมคลิปจระเข้สำหรับต่อเข้ากับไฟ 12-15 Volt หรือแบตเตอรี่ 12 Volt
เครื่องชาร์จใช้พลังงานไม่เกิน 900 mA เมื่อชาร์จ
ตัวบ่งชี้สองตัวสีเขียวและสีแดง - การควบคุมพลังงานสีเขียว ไฟสีแดงจะสว่างขึ้นเมื่อกระบวนการปรับสมดุลการชาร์จอยู่ระหว่างดำเนินการ เมื่อสิ้นสุดกระบวนการหรือเมื่อถอดขั้วต่อบาลานซ์ออก ไฟ LED สีแดงจะดับลง
การชาร์จเกิดขึ้นที่แรงดันไฟฟ้า 4.2 V ต่อเซลล์ วัดแรงดันไฟฟ้าในที่ทำงานโดยใช้โวลต์มิเตอร์มาตรฐาน แรงดันไฟฟ้าที่ส่วนท้ายของประจุในองค์ประกอบที่ 1 และ 2 เท่ากับ 4.20 โวลต์ ในองค์ประกอบที่ 3 มีการชาร์จไฟเกินเล็กน้อยที่ 4.24 โวลต์

การแยกส่วน:


วงจรเป็นแบบคลาสสิกบางส่วน: ตัวแปลงแบบสเต็ปอัพจากนั้นตัวเปรียบเทียบ 3 ตัวส่งสัญญาณไปยังคอนโทรลเลอร์ (เครื่องหมายที่ชำรุดในสไตล์จีน) แต่ส่วนกำลังของวงจรทำให้เกิดความสับสน เหตุผลในการเข้าไปอยู่ในความกล้าก็คือความประมาทของฉัน ฉันตัดสายสมดุลของแบตเตอรี่ 3S โดยไม่ตั้งใจ (จากไขควง) และเมื่อทำการบัดกรีฉันผสมเอาต์พุตขององค์ประกอบ 1 และ 3 เข้าด้วยกันด้วยเหตุนี้เมื่อเชื่อมต่อกับเครื่องชาร์จ (เครื่องชาร์จ) ควันก็ออกมาจากด้านหลัง . การตรวจสอบด้วยสายตาฉันระบุทรานซิสเตอร์ที่ผิดปกติ N010X ซึ่งฉันไม่พบคำอธิบาย แต่ฉันพบการอ้างอิงถึงอะนาล็อก - มันกลายเป็นทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม P แชนเนล




ส่วนที่เหลือพบว่าอยู่ในสภาพดีเมื่อตรวจสอบ ที่บ้านไม่มีหญ้าสนาม P channel ราคาที่ร้านค้าใกล้บ้านก็บ้าไปแล้ว นี่คือจุดที่โมเด็ม dialup ของ Zuksel โบราณมีประโยชน์ ซึ่งมีส่วนที่ฉันต้องการ (พร้อมด้วยมากกว่านั้น) ลักษณะที่ดีที่สุด- เนื่องจากสายตาและขนาดของชิ้นส่วนไม่อนุญาตให้ฉันติดตั้งทุกอย่างเข้าที่ ฉันจึงต้องบิดเบือนและติดตั้งชิ้นส่วนในพื้นที่ว่างด้านหลัง
สิ่งที่ฉันไม่ชอบเกี่ยวกับส่วนกำลังคือในโหมด 2S เครื่องชาร์จทำงานเหมือนกับอุปกรณ์ที่คล้ายกันส่วนใหญ่ แต่ด้วยองค์ประกอบที่ 3 มันไม่ง่ายเลย ชิ้นส่วนถูกไฟไหม้ด้วยเหตุผลบางประการ มันทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับแบตเตอรี่ที่กำลังชาร์จโดยรวม ในทางปฏิบัติ องค์ประกอบทั้งสามจะถูกชาร์จพร้อมกัน เมื่อองค์ประกอบที่ 1 และ 2 ถูกชาร์จ ทรานซิสเตอร์จะเปิดออก และองค์ประกอบต่างๆ จะถูกสับเปลี่ยนผ่านตัวต้านทาน ซึ่งจะทำให้กระแสไฟฟ้าเลี่ยงผ่านองค์ประกอบที่มีประจุได้ ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กจะตัดแรงดันไฟฟ้าโดยรวม และยังควบคุมประจุขององค์ประกอบที่ 3 ด้วย และถ้าองค์ประกอบที่ 3 ถูกชาร์จก่อนองค์ประกอบที่ 1 และ 2 พลังงานจะไหลผ่านไดโอดเพื่อชาร์จองค์ประกอบที่เหลือ โดยทั่วไปโครงการนี้เต็มไปด้วยโคลนฉันสรุปได้ว่าเป็นการประหยัดชิ้นส่วนเบื้องต้น

ผู้ร้ายของการผจญภัยที่เกิดขึ้นกับฉัน:


ไขควงของ Bosch แปลงเป็นแบตเตอรี่ลิเธียมจากแล็ปท็อปเพื่อทดแทนแบตเตอรี่ NiCd ที่เสียชีวิตเนื่องจากการตกผลึก บน ในขณะนี้เครื่องชาร์จกลายเป็นมาตรฐานสำหรับไขควงที่แปลงแล้ว รอบการชาร์จเต็ม (4Ah) จะเกิดขึ้นในเวลาประมาณ 6 ชั่วโมง แต่ฉันไม่เคยคายประจุแบตเตอรี่จนเหลือศูนย์เลย ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องชาร์จเป็นเวลานาน

บทสรุป
ที่ชาร์จงบประมาณ ในบางกรณีมันมีประโยชน์ ไขควงมีความสุข
กระแสไฟชาร์จ 800mA จำกัดความจุขั้นต่ำขององค์ประกอบที่มีประจุ ดูคำอธิบายแบตเตอรี่ของคุณอย่างละเอียด โดยระบุกระแสไฟชาร์จสูงสุดไว้ การละเมิดคู่มือการใช้งานอาจทำให้แบตเตอรี่เสียหายและไฟไหม้ได้

ฉันกำลังวางแผนที่จะซื้อ +21 เพิ่มในรายการโปรด ฉันชอบรีวิว +22 +46

โดยปกติแล้วในระบบใดๆ ที่ประกอบด้วยแบตเตอรี่หลายก้อนที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ปัญหาจะเกิดขึ้นจากการไม่สมดุลของประจุของแบตเตอรี่แต่ละก้อน การปรับสมดุลการชาร์จเป็นเทคนิคการออกแบบที่ปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่ รันไทม์ และอายุการใช้งาน ไอซีป้องกันแบตเตอรี่และตัวบ่งชี้การชาร์จล่าสุดจาก Texas Instruments - ตระกูล BQ2084, BQ20ZXX, BQ77PL900 และ BQ78PL114 ซึ่งรวมอยู่ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของบริษัท - เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการนำไปปฏิบัติ ของวิธีนี้

ความไม่สมดุลของแบตเตอรี่คืออะไร?

ความร้อนสูงเกินไปหรือการชาร์จไฟมากเกินไปจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็วขึ้น และอาจทำให้เกิดไฟไหม้หรือระเบิดได้ การป้องกันซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ช่วยลดอันตราย ในธนาคารที่มีแบตเตอรี่จำนวนมากเชื่อมต่อกันแบบอนุกรม (โดยปกติบล็อกดังกล่าวจะใช้ในแล็ปท็อปและอุปกรณ์ทางการแพทย์) มีความเป็นไปได้ที่แบตเตอรี่จะไม่สมดุล ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพช้าแต่มั่นคง
ไม่มีแบตเตอรี่สองก้อนที่เหมือนกัน และมีความแตกต่างเล็กน้อยเสมอในสถานะประจุแบตเตอรี่ (SOC) การคายประจุเอง ความจุ ความต้านทาน และอุณหภูมิ แม้ว่าเราจะพูดถึงแบตเตอรี่ประเภทเดียวกันจากผู้ผลิตรายเดียวกันและ แม้จะมาจากชุดการผลิตเดียวกันก็ตาม เมื่อสร้างบล็อกแบตเตอรี่หลายก้อน ผู้ผลิตมักจะเลือกแบตเตอรี่ที่มีลักษณะคล้ายกันใน SSB โดยการเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างในพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่แต่ละก้อนยังคงอยู่ และอาจเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป เครื่องชาร์จส่วนใหญ่จะกำหนดการชาร์จเต็มด้วยแรงดันไฟฟ้ารวมของสายโซ่แบตเตอรี่ทั้งหมดที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าในการชาร์จของแบตเตอรี่แต่ละก้อนอาจแตกต่างกันอย่างมาก แต่ไม่เกินเกณฑ์แรงดันไฟฟ้าที่เปิดใช้งานการป้องกันการชาร์จไฟเกิน อย่างไรก็ตาม จุดอ่อน - แบตเตอรี่ที่มีความจุต่ำหรือมีความต้านทานภายในสูง - อาจมีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าแบตเตอรี่อื่นที่ชาร์จเต็มแล้ว ความบกพร่องของแบตเตอรี่ดังกล่าวจะปรากฏขึ้นในภายหลังในระหว่างรอบการคายประจุที่ยาวนาน แรงดันไฟฟ้าสูงของแบตเตอรี่ดังกล่าวหลังการชาร์จเสร็จสมบูรณ์บ่งชี้ว่าแบตเตอรี่เสื่อมสภาพแบบเร่ง เมื่อคายประจุด้วยเหตุผลเดียวกัน (ความต้านทานภายในสูงและความจุต่ำ) แบตเตอรี่นี้จะมีแรงดันไฟฟ้าต่ำสุด ซึ่งหมายความว่าเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ที่อ่อน การป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินอาจทำงาน ในขณะที่แบตเตอรี่ที่เหลืออยู่ในเครื่องจะยังชาร์จไม่เต็ม ซึ่งจะส่งผลให้มีการใช้ทรัพยากรแบตเตอรี่น้อยเกินไป

วิธีการปรับสมดุล

ความไม่สมดุลของแบตเตอรี่ส่งผลเสียอย่างมากต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่และอายุการใช้งาน วิธีที่ดีที่สุดคือปรับแรงดันไฟฟ้าและ SSB ของแบตเตอรี่ให้เท่ากันเมื่อชาร์จเต็มแล้ว มีสองวิธีในการปรับสมดุลแบตเตอรี่ - แบบแอคทีฟและพาสซีฟ อย่างหลังบางครั้งเรียกว่า "การปรับสมดุลของตัวต้านทาน" วิธีการแบบพาสซีฟนั้นค่อนข้างง่าย: แบตเตอรี่ที่ต้องการความสมดุลจะถูกคายประจุผ่านวงจรบายพาสที่กระจายพลังงาน วงจรบายพาสเหล่านี้สามารถรวมเข้ากับชุดแบตเตอรี่หรือวางไว้ในชิปภายนอกได้ วิธีนี้เหมาะกว่าสำหรับแอปพลิเคชันราคาประหยัด พลังงานส่วนเกินเกือบทั้งหมดจากแบตเตอรี่ที่มีประจุมากจะกระจายไปในรูปของความร้อนซึ่งเป็นข้อเสียเปรียบหลักของวิธีแบบพาสซีฟเพราะ จะช่วยลดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ระหว่างการชาร์จ วิธีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟใช้ตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเก็บประจุซึ่งมีการสูญเสียพลังงานเล็กน้อย เพื่อถ่ายโอนพลังงานจากแบตเตอรี่ที่มีประจุสูงไปยังแบตเตอรี่ที่มีประจุน้อยกว่า ดังนั้นวิธีการแบบแอคทีฟจึงมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีแบบพาสซีฟอย่างมาก แน่นอนว่าการเพิ่มประสิทธิภาพต้องแลกมาด้วยต้นทุน - การใช้ส่วนประกอบเพิ่มเติมที่มีราคาค่อนข้างแพง

วิธีการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ

วิธีแก้ปัญหาที่ง่ายที่สุดคือปรับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ให้เท่ากัน ตัวอย่างเช่น BQ77PL900 IC ซึ่งให้การป้องกันชุดแบตเตอรี่ที่มีแบตเตอรี่ 5-10 ก้อนในซีรีส์ ถูกใช้ในเครื่องมือไร้สารตะกั่ว สกู๊ตเตอร์ แหล่งที่มาอย่างต่อเนื่องอาหารและอุปกรณ์ทางการแพทย์ Microcircuit เป็นหน่วยที่สมบูรณ์ตามหน้าที่และสามารถใช้เพื่อทำงานกับช่องใส่แบตเตอรี่ได้ดังแสดงในรูปที่ 1 เมื่อเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่กับเกณฑ์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ หากจำเป็น Microcircuit จะเปิดโหมดสมดุล รูปที่ 2 แสดงหลักการทำงาน หากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่เกินเกณฑ์ที่กำหนด ระบบจะหยุดชาร์จและวงจรบายพาส การชาร์จจะไม่ดำเนินการต่อจนกว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ และขั้นตอนการปรับสมดุลจะหยุดลง

ข้าว. 1.ชิป BQ77PL900 ใช้งานแบบสแตนด์อโลน
โหมดการทำงานเพื่อปกป้องก้อนแบตเตอรี่

เมื่อใช้อัลกอริธึมการปรับสมดุลที่ใช้เฉพาะความเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าเป็นเกณฑ์ การปรับสมดุลที่ไม่สมบูรณ์อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากความแตกต่างในความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ (ดูรูปที่ 3) ความจริงก็คือความต้านทานภายในมีส่วนทำให้แรงดันไฟฟ้ากระจายระหว่างการชาร์จ ชิปป้องกันแบตเตอรี่ไม่สามารถระบุได้ว่าแรงดันไฟฟ้าไม่สมดุลนั้นเกิดจากความจุของแบตเตอรี่ที่แตกต่างกันหรือความต้านทานภายในที่แตกต่างกัน ดังนั้น เมื่อใช้การปรับสมดุลแบบพาสซีฟประเภทนี้ จึงไม่รับประกันว่าแบตเตอรี่ทั้งหมดจะชาร์จได้ 100% IC ตัวแสดงการชาร์จ BQ2084 ใช้เวอร์ชันปรับปรุงของการปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้า เพื่อลดผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงความต้านทานภายใน BQ2084 จะทำการปรับสมดุลใกล้กับจุดสิ้นสุดของกระบวนการชาร์จ เมื่อกระแสไฟชาร์จต่ำ ข้อดีอีกประการหนึ่งของ BQ2084 คือการวัดและวิเคราะห์แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ทั้งหมดที่รวมอยู่ในตัวเครื่อง อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าในกรณีใด วิธีการนี้จะใช้ได้กับโหมดการชาร์จเท่านั้น


ข้าว. 2.วิธีการแบบพาสซีฟขึ้นอยู่กับการปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้า

ข้าว. 3.วิธีการปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าแบบพาสซีฟ
ใช้ความจุของแบตเตอรี่ไม่มีประสิทธิภาพ

วงจรไมโครของตระกูล BQ20ZXX ใช้เทคโนโลยี Impedance Track ที่เป็นกรรมสิทธิ์เพื่อกำหนดระดับการชาร์จ โดยพิจารณาจากการกำหนด SSB และความจุของแบตเตอรี่ ในเทคโนโลยีนี้ แบตเตอรี่แต่ละก้อนจะมีการคำนวณค่าใช้จ่าย Q NEED ที่จำเป็นเพื่อให้ได้สถานะการชาร์จจนเต็ม หลังจากนั้นจะพบความแตกต่าง ΔQ ระหว่าง Q NEED ของแบตเตอรี่ทั้งหมด จากนั้นไมโครเซอร์กิตจะเปิดสวิตช์ไฟโดยที่แบตเตอรี่มีความสมดุลในสถานะΔQ = 0 เนื่องจากความแตกต่างในความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ไม่ส่งผลกระทบต่อวิธีการนี้จึงสามารถใช้งานได้ตลอดเวลา: ทั้งเมื่อ การชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่ การใช้เทคโนโลยี Impedance Track ทำให้สามารถรักษาสมดุลของแบตเตอรี่ได้แม่นยำยิ่งขึ้น (ดูรูปที่ 4)

ข้าว. 4.

การปรับสมดุลแบบแอคทีฟ

ในแง่ของประสิทธิภาพการใช้พลังงานวิธีนี้จะดีกว่าการปรับสมดุลแบบพาสซีฟเพราะว่า ในการถ่ายโอนพลังงานจากแบตเตอรี่ที่มีประจุมากกว่าไปยังแบตเตอรี่ที่มีประจุน้อยกว่า แทนที่จะใช้ตัวต้านทาน จะใช้ตัวเหนี่ยวนำและความจุซึ่งแทบไม่มีการสูญเสียพลังงานเลย วิธีนี้เป็นวิธีที่แนะนำในกรณีที่ต้องใช้แบตเตอรี่สูงสุด
ด้วยเทคโนโลยี PowerPump ที่เป็นกรรมสิทธิ์ BQ78PL114 เป็นส่วนประกอบสมดุลแบตเตอรี่ที่ใช้งานล่าสุดของ TI และใช้ตัวแปลงแบบเหนี่ยวนำเพื่อถ่ายโอนพลังงาน PowerPump ใช้ n-channel พี-แชนเนล MOSFETและโช้คซึ่งอยู่ระหว่างแบตเตอรี่คู่หนึ่ง วงจรดังแสดงในรูปที่ 5 MOSFET และตัวเหนี่ยวนำประกอบขึ้นเป็นตัวแปลงบั๊ก/บูสต์ระดับกลาง หาก BQ78PL114 กำหนดว่าแบตเตอรี่ด้านบนจำเป็นต้องถ่ายโอนพลังงานไปยังแบตเตอรี่ด้านล่าง สัญญาณประมาณ 200 kHz พร้อมรอบการทำงานประมาณ 30% จะถูกสร้างขึ้นที่พิน PS3 เมื่อเปิดปุ่ม Q1 พลังงานจากแบตเตอรี่ด้านบนจะถูกเก็บไว้ในคันเร่ง เมื่อสวิตช์ Q1 ปิดลง พลังงานที่เก็บไว้ในตัวเหนี่ยวนำจะไหลผ่านไดโอดฟลายแบ็กของสวิตช์ Q2 ไปยังแบตเตอรี่ด้านล่าง

ข้าว. 5.

การสูญเสียพลังงานมีน้อยและส่วนใหญ่เกิดขึ้นในไดโอดและตัวเหนี่ยวนำ ชิป BQ78PL114 ใช้อัลกอริธึมการปรับสมดุลสามแบบ:

  • โดยแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ วิธีนี้คล้ายกับวิธีการปรับสมดุลแบบพาสซีฟที่อธิบายไว้ข้างต้น
  • โดยแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด วิธีนี้จะชดเชยความแตกต่างในความต้านทานภายในของแบตเตอรี่
  • ตาม SZB (ขึ้นอยู่กับการทำนายสภาพแบตเตอรี่) วิธีการนี้คล้ายกับที่ใช้ในวงจรไมโครตระกูล BQ20ZXX สำหรับการปรับสมดุลแบบพาสซีฟโดย SSB และความจุของแบตเตอรี่ ในกรณีนี้การชาร์จที่ต้องถ่ายโอนจากแบตเตอรี่หนึ่งไปยังอีกแบตเตอรี่หนึ่งจะถูกกำหนดอย่างแม่นยำ การทรงตัวเกิดขึ้นเมื่อสิ้นสุดการชาร์จ เมื่อใช้วิธีนี้ จะได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด (ดูรูปที่ 6)

ข้าว. 6.

เนื่องจากกระแสสมดุลขนาดใหญ่ เทคโนโลยี PowerPump จึงมีประสิทธิภาพมากกว่าการปรับสมดุลแบบพาสซีฟแบบเดิมๆ ที่มีสวิตช์บายพาสภายใน เมื่อปรับสมดุลชุดแบตเตอรี่แล็ปท็อป กระแสไฟสมดุลจะอยู่ที่ 25...50 mA ด้วยการเลือกค่าของส่วนประกอบ คุณสามารถบรรลุประสิทธิภาพการปรับสมดุลได้ดีกว่าวิธีแบบพาสซีฟที่มีคีย์ภายในถึง 12-20 เท่า ค่าความไม่สมดุลโดยทั่วไป (น้อยกว่า 5%) สามารถทำได้ในหนึ่งหรือสองรอบ
นอกจากนี้ เทคโนโลยี PowerPump ยังมีข้อดีที่ชัดเจนอื่นๆ อีกด้วย นั่นคือ การปรับสมดุลอาจเกิดขึ้นได้ในโหมดการทำงานใดๆ ไม่ว่าจะเป็นการชาร์จ การคายประจุ และแม้ว่าพลังงานที่จ่ายให้กับแบตเตอรี่จะมีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าพลังงานที่ได้รับจากแบตเตอรี่ก็ตาม เมื่อเทียบกับวิธีแบบพาสซีฟ พลังงานจะสูญเสียน้อยกว่ามาก

การอภิปรายเกี่ยวกับประสิทธิผลของวิธีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟและพาสซีฟ

เทคโนโลยี PowerPump ทำการทรงตัวเร็วขึ้น เมื่อไม่สมดุล 2% ของแบตเตอรี่ 2200 mAh สามารถทำได้ในหนึ่งหรือสองรอบ เมื่อใช้การปรับสมดุลแบบพาสซีฟ สวิตช์เปิด/ปิดที่ติดตั้งอยู่ในชุดแบตเตอรี่จะจำกัดค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุด ดังนั้นจึงอาจต้องมีรอบการปรับสมดุลอีกหลายรอบ กระบวนการปรับสมดุลอาจหยุดชะงักได้หากพารามิเตอร์แบตเตอรี่แตกต่างกันมาก
ความเร็วของการปรับสมดุลแบบพาสซีฟสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยใช้ส่วนประกอบภายนอก รูปที่ 7 แสดงตัวอย่างทั่วไปของโซลูชันดังกล่าว ซึ่งสามารถใช้ร่วมกับชิปตระกูล BQ77PL900, BQ2084 หรือ BQ20ZXX ขั้นแรก ให้เปิดสวิตช์แบตเตอรี่ภายใน ซึ่งจะสร้างกระแสไบแอสขนาดเล็กที่ไหลผ่านตัวต้านทาน R Ext1 และ R Ext2 ที่เชื่อมต่อระหว่างขั้วแบตเตอรี่และไมโครวงจร แรงดันไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดเกตที่คร่อมตัวต้านทาน RExt2 จะเปิดสวิตช์ภายนอก และกระแสสมดุลเริ่มไหลผ่านสวิตช์ภายนอกที่เปิดอยู่และตัวต้านทาน R Bal

ข้าว. 7.แผนผังของการปรับสมดุลแบบพาสซีฟ
โดยใช้ส่วนประกอบภายนอก

ข้อเสียของวิธีนี้คือไม่สามารถสมดุลแบตเตอรี่ที่อยู่ติดกันในเวลาเดียวกันได้ (ดูรูปที่ 8a) เนื่องจากเมื่อสวิตช์ภายในของแบตเตอรี่ที่อยู่ติดกันเปิดอยู่ จะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวต้านทาน R Ext2 ได้ ดังนั้นคีย์ Q1 จะยังคงปิดอยู่แม้ว่าคีย์ภายในจะเปิดอยู่ก็ตาม ในทางปฏิบัติปัญหานี้ไม่ได้มีความสำคัญมากนักเพราะว่า ด้วยวิธีการปรับสมดุลนี้ แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อกับ Q2 จะถูกสมดุลอย่างรวดเร็ว จากนั้นแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อกับปุ่ม Q2 จะถูกสมดุล
ปัญหาอีกประการหนึ่งคือแรงดันไฟฟ้า V DS จากแหล่งเดรนสูงที่อาจเกิดขึ้นได้เมื่อแบตเตอรี่อื่นๆ มีความสมดุล รูปที่ 8b แสดงกรณีเมื่อแบตเตอรี่ด้านบนและด้านล่างมีความสมดุล ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้า V DS ของปุ่มกลางอาจเกินค่าสูงสุดที่อนุญาต วิธีแก้ปัญหานี้คือการจำกัดค่าสูงสุดของตัวต้านทาน R Ext หรือกำจัดความเป็นไปได้ที่จะสร้างสมดุลแบตเตอรี่ทุก ๆ วินาทีพร้อมกัน

วิธีการปรับสมดุลอย่างรวดเร็วเป็นวิธีใหม่ในการปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่ เมื่อใช้การปรับสมดุลแบบพาสซีฟ เป้าหมายคือเพื่อรักษาสมดุลความจุของแบตเตอรี่ แต่เนื่องจากกระแสไฟสมดุลต่ำ จึงสามารถทำได้เมื่อสิ้นสุดรอบการชาร์จเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่งสามารถป้องกันการชาร์จแบตเตอรี่ที่ไม่ดีมากเกินไปได้ แต่จะไม่เพิ่มเวลาการทำงานโดยไม่ต้องชาร์จใหม่เพราะว่า พลังงานมากเกินไปจะสูญเสียไปในวงจรต้านทานบายพาส
เมื่อใช้เทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟของ PowerPump จะบรรลุเป้าหมายสองประการพร้อมกัน ได้แก่ การปรับสมดุลความจุเมื่อสิ้นสุดรอบการชาร์จ และความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าน้อยที่สุดเมื่อสิ้นสุดรอบการคายประจุ พลังงานจะถูกจัดเก็บและถ่ายโอนไปยังแบตเตอรี่ที่อ่อน แทนที่จะกระจายไปเป็นความร้อนในวงจรบายพาส

บทสรุป

การปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่อย่างถูกต้องเป็นวิธีหนึ่งในการเพิ่มความปลอดภัยในการใช้งานแบตเตอรี่และยืดอายุการใช้งาน เทคโนโลยีการปรับสมดุลใหม่จะตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่แต่ละก้อน ซึ่งจะช่วยยืดอายุการใช้งานและปรับปรุงความปลอดภัยในการปฏิบัติงาน เทคโนโลยีการปรับสมดุลแบบแอคทีฟที่รวดเร็วของ PowerPump ช่วยเพิ่มอายุการใช้งานแบตเตอรี่ และช่วยให้แบตเตอรี่มีความสมดุลอย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เมื่อสิ้นสุดรอบการคายประจุ

บอกเพื่อน