Контроллер заряда li ion аккумулятора 18650 – специальная микросхема, обеспечивающая защиту батареи от негативного воздействия, вызванного параметрами зарядки. Это обязательный элемент схемы, без которого использование литий-ионной батареи считается опасным.
Для чего нужен контроллер заряда для литиевых АКБ
Основная задача контроллера заряда 18650 – регулирование процесса зарядки/разрядки АКБ. Например, если напряжение опускается ниже 3В, плата автоматически отключит подачу тока потребителю. Также плата защищает от появления в сети подключения короткого замыкания.
Некоторые контроллеры зарядки комплектуются терморезисторов, в этом случае многоразовая батарейка защищена от перегрева.
Принцип работы платы
Производством контроллеров зарядки занимаются крупнейшие производители электроники: Панасоник, Самсунг, Сони, LG, ATL, HYB, Санио. Они распределяют схемы между другими производителями, которые выдают их за собственный продукт.
Принцип работы микроконтроллера – обеспечить нормальные условия работы аккумулятора, в соответствии с его базовыми техническими характеристиками:
- предельное напряжение – 4,2В (плата защищает от незначительной перезарядки, которая губительно сказывается на общем сроке эксплуатации);
- минимальное напряжение – 2,75В (если уровень заряда аккумуляторной батареи 18650 упадёт ниже 2В, она будет безвозвратно испорчена);
- минимальная температура – не допускается зарядка, использование АКБ при 20°C и ниже (батарея может резко потерять ёмкость, уйти в переразряд, в результате её потребительские свойства существенно ухудшаться);
- предельная температура – запрещена эксплуатация, хранение Li-Ion аккумуляторных батарей при температуре выше +40 (литий-ионный аккумулятор подвержен к воздействию высоких температур, может задымиться, воспламениться, взорваться);
- скорость зарядки — на сроки влияет сила тока, ёмкость аккумулятора. Максимальная ёмкость многоразовой батарейки с маркировкой 18650 – 3600 мАч. То есть зарядкой в 1А восполнить заряд можно за 1 час, 2 А тока – 30 минут, 15 А тока – 4 минуты.
Маркировка литий-ионного аккумулятора 18650 означает его размеры – то есть длина батарейки – 65 мм, диаметр – 18 мм.
Виды контроллеров
Контроллеры литий-ионных аккумуляторов отличаются по бренду производителя, цене, типу конструкции. Среди распространённых:
- HX-3S-A02 – китайский микроконтроллер, созданный на базе чипа S-8254AA. Допускается одновременное подключение до трёх пальчиковых многоразовых батареек, при ограничении силы тока в 10 ампер. Размер модуля – 50х16 мм.
- FDC-2S-2 – китайская ультрабюджетная плата на чипе HY2120. Модуль с размерами 36х6х1 мм защищает от короткого замыкания, сильного заряда/разряда. Можно одновременно заряжать до 2 АКБ при ограничении силы тока в 3 ампера.
- HX-3S-D01 – контроллер с начальным уровнем защиты от переразряда, короткого замыкания, поддерживающий одновременную работу до трёх аккумуляторных батарей. Максимальный ток –20 ампер. Размер защитной платы – 51х23 мм.
- HX-4S-A01 – китайский контроллер, разработанный на платформе S-8254AA. Модель поддерживает работу четырёх АКБ формата 18650 при максимальном токе в 6 ампер. Размер микросхемы – 67х16мм.
Схема контроллера
Защитные микросхемы для литий-ионных аккумуляторов 18650 состоят из нескольких элементов, схема подключения зависит от производителя, модели:
- DW01-Plus. Недорогая, популярная микросхема, обычно спрятана под самоклейкой, которой накрыт защитный корпус аккумулятора. Полевые транзисторы соединены восьминогой сборкой, плата шестиногая. Сопротивление транзисторов обеспечивает большой порог срабатывания. В полевики интегрированы светодиоды-паразиты, обеспечивающие зарядку батареи даже при активированной защите от глубокого разряда.
- S-8241 Series. Продукт японской компании Сейко, её специализация – разработка и производство LI-Pol-аккумуляторных батарей для разных отраслей промышленности, бытового потребления. Защитные ключи активируются при падении напряжения до 2,3В, вырастут выше 4,35 вольт.
- LV5114OT. Защита включается, если параметры напряжения выйдут из интервала 2,5-4,25 вольтах, таким образом, банки защищены от переразряда/глубокого разряда.
Li-ion аккумулятор взрывоопасен, поэтому для безопасной работы в каждую батарейку интегрирован микроконтроллер. Его задача – контроль за параметрами зарядки/разрядки, включая температуру, зарядный цикл, допустимый предел напряжения. Таким образом, минимизируется возможность возгорания, задымления АКБ, одновременно продлевается срок службы.
