Sam kontrolery są użytecznymi urządzeniami. A żeby lepiej zrozumieć ten temat, trzeba popracować na konkretnym przykładzie. Dlatego rozważymy kontroler ładowania baterii. Co on reprezentuje? Jak to jest zaaranżowane? Jakie są funkcje pracy?
Co robi kontroler ładowania akumulatora
Służy do monitorowania odzyskiwania strat i wydatków na energię. Najpierw zajmuje się monitorowaniem przemiany energii elektrycznej na energię chemiczną, aby później, w razie potrzeby, zapewnić zasilanie wymaganych obwodów lub urządzeń. Wykonanie kontrolera ładowania akumulatora własnymi rękami nie jest trudne. Ale można go również usunąć z zasilaczy, które uległy awarii.
Jak działa kontroler
Oczywiście nie ma uniwersalnego schematu. Ale wielu w swojej pracy używa dwóch rezystorów dostrajających, które regulują górną i dolną granicę napięcia. Kiedy wychodzi poza granice,następnie rozpoczyna się interakcja z uzwojeniami przekaźnika i włącza się. Podczas pracy napięcie nie spadnie poniżej pewnego, technicznie ustalonego poziomu. Powinniśmy tu mówić o tym, że istnieje inny zakres granic. Tak więc dla baterii można zainstalować trzy i pięć oraz dwanaście i piętnaście woltów. Teoretycznie wszystko zależy od implementacji sprzętowej. Przyjrzyjmy się, jak działa kontroler ładowania akumulatora w różnych przypadkach.
Jakie są rodzaje
Należy zauważyć, że kontrolery ładowania akumulatorów mogą pochwalić się dużą różnorodnością. Jeśli mówimy o ich typach, dokonajmy klasyfikacji w zależności od zakresu:
- Dla energii odnawialnej.
- Do sprzętu AGD.
- Dla urządzeń mobilnych.
Oczywiście same gatunki są znacznie większe. Ale ponieważ rozważamy kontroler ładowania baterii z ogólnego punktu widzenia, wystarczą nam. Jeśli mówimy o tych, które są używane do paneli słonecznych i wiatraków, to w nich górna granica napięcia wynosi zwykle 15 V, a dolna 12 V. W takim przypadku akumulator może generować 12 V w trybie standardowym. źródło energii jest do niego podłączone za pomocą normalnie zwartych styków przekaźnika. Co się stanie, gdy napięcie akumulatora przekroczy ustawione 15V? W takich przypadkach sterownik zwiera styki przekaźnika. W rezultacie źródło zasilania z akumulatora jest przełączane na balast obciążenia. Należy zauważyć, że nie jest to szczególnie popularne wśród paneli słonecznych ze względu na pewne skutki uboczne. Ale w przypadku generatorów wiatrowych są one obowiązkowe. Sprzęt AGD i urządzenia mobilne mają swoje własne cechy. Co więcej, kontroler ładowania baterii tabletu, dotykowego i przyciskowego telefonu komórkowego jest prawie identyczny.
Zaglądanie do wnętrza baterii litowo-jonowej telefonu komórkowego
Jeśli otworzysz jakąkolwiek baterię, zauważysz, że mała płytka drukowana jest przylutowana do zacisków ogniwa. Nazywa się to programem ochrony. Faktem jest, że akumulatory litowo-jonowe wymagają stałego monitorowania. Typowy obwód kontrolera to miniaturowa płytka, na której oparty jest obwód wykonany z elementów SMD. Ten z kolei jest podzielony na dwa mikroukłady - jeden z nich to sterujący, a drugi wykonawczy. Porozmawiajmy bardziej szczegółowo o drugim.
Schemat wykonawczy
Oparty jest na tranzystorach MOSFET. Zwykle są dwa. Sam mikroukład może mieć 6 lub 8 pinów. Do oddzielnej kontroli ładowania i rozładowania ogniwa akumulatora wykorzystywane są dwa tranzystory polowe, które znajdują się w tej samej obudowie. Tak więc jeden z nich może podłączyć lub odłączyć obciążenie. Drugi tranzystor wykonuje te same czynności, ale ze źródłem zasilania (czyli ładowarką). Dzięki takiemu schematowi realizacji możesz w łatwy sposób wpłynąć na działanie baterii. Możesz go użyć gdzie indziej, jeśli chcesz. AleNależy mieć na uwadze, że obwód kontrolera ładowania akumulatora i on sam może być zastosowany tylko do urządzeń i elementów, które mają ograniczony zasięg działania. Porozmawiamy teraz o takich funkcjach bardziej szczegółowo.
Ochrona przed przeładowaniem
Faktem jest, że jeśli napięcie baterii litowej przekroczy 4, 2, może nastąpić przegrzanie, a nawet wybuch. W tym celu wybiera się takie elementy mikroukładów, które przestaną ładować po osiągnięciu tego wskaźnika. I zwykle, dopóki napięcie nie osiągnie 4-4.1V z powodu użytkowania lub samorozładowania, dalsze ładowanie nie będzie możliwe. Jest to ważna funkcja przypisana do kontrolera ładowania baterii litowej.
Ochrona przed nadmiernym rozładowaniem
Gdy napięcie osiągnie krytycznie niskie wartości, które utrudniają pracę urządzenia (zwykle w zakresie 2,3-2, 5V), wówczas odpowiedni tranzystor MOSFET jest wyłączany, co odpowiada za dostarczanie prądu do telefonu komórkowego. Następnie następuje przejście w tryb uśpienia przy minimalnym zużyciu. I jest dość ciekawy aspekt pracy. Tak więc, dopóki napięcie ogniwa baterii nie przekroczy 2,9-3,1 V, urządzenie mobilne nie może zostać włączone do pracy w trybie normalnym. Prawdopodobnie zauważyłeś, że po podłączeniu telefonu pokazuje, że się ładuje, ale nie chce się włączać i działać w normalnym trybie.
Mechanizmy obronne
Należy zauważyć, że kontroler ładowania akumulatora maszereg elementów, które powinny chronić przed negatywnymi konsekwencjami. Są to więc pasożytnicze diody umieszczone w tranzystorach polowych, obwód wykrywania ładunku i kilka innych drobnych dodatków. O tak, a jeśli można sprawdzić kontroler ładowania akumulatora i dowiedzieć się, jak działa źródło energii, to jego działanie można przywrócić nawet po „śmierci”. Oczywiście oznacza to po prostu zatrzymanie pracy, a nie eksplozję lub stopienie. W takim przypadku mogą pomóc specjalne urządzenia, które przeprowadzają specjalny ładunek „odzyskiwania”. Oczywiście będą działać przez długi czas - proces może trwać kilkadziesiąt godzin, ale po pomyślnym zakończeniu bateria będzie działać prawie jak nowa.
Wniosek
Jak widać, kontroler ładowania akumulatorów litowo-jonowych odgrywa ważną rolę w zapewnieniu długowieczności urządzeń mobilnych i ma pozytywny wpływ na ich żywotność. Ze względu na łatwość wykonania można je znaleźć w niemal każdym telefonie czy tablecie. Jeśli chcesz zobaczyć na własne oczy i dotknąć ręką kontrolera ładowania akumulatora Li-Ion i jego zawartości, to przy demontażu należy pamiętać, że pracujesz z pierwiastkiem chemicznym, więc należy zachować ostrożność.
