Pcm контроллер заряда и разряда в сокольниках. Что такое контроллер заряда аккумулятора

Контроль напряжения на каждой из ячеек:
При выходе напряжения на какой-либо из ячеек за пороговые значения вся батарея автоматически отключается.
Контроль по току:
При превышении током нагрузки пороговых значений вся батарея автоматически отключается.

Описание выводов:
" B- " - общий минус батареи
" B1 " - +3,7В
" B2 " - +7,4В
" B3 " - +11,1В
" B+ " - общий плюс батареи
" P- " - минус нагрузки (зарядного устройства)
" P+ " - плюс нагрузки (зарядного устройства)
"T " - выход терморезистора NTC 10K

Контроллер: S-8254А
Даташит на S-8254А.

Технические характеристики

Модель: 4S-EBD01-4.
Количество последовательно-соединенных Li-Ion АКБ: 4шт.
Рабочие напряжения: 11,2В... 16,8В.
Напряжение перезаряда ячейки (VCU): 4,275±0,025В.
Напряжение переразряда (VDD): 2,3±0,1В.
Номинальный рабочий ток: 3А - 4А.
Пороговое значение тока (IEC): 4А - 6А.
Защита от перезаряда.
Защита от переразряда.
Защита от КЗ.
Размеры,мм: 15 х 46.1 х 2.62.
Вес: 2 гр.

Гарантия

На каждый продаваемый нами товар распространяется гарантия. Мы всегда идем навстречу клиенту и стараемся решить все спорные ситуации. Более подробно Вы можете ознакомиться с условиями обмена и возврата в нашем магазине по ссылке. 4SBLi-7A5021 / PCM-Li04S7-256 (A-1) представляет собой контроллер заряда и разряда для литиевых аккумуляторов с функцией балансировки.

PCM подходит для Li-Ion / Li-Pol. PCM предназначен для защиты от перезаряда и глубокого разряда 1…4 аккумуляторов.

В большинстве современных портативных устройств, таких как планшетные компьютеры, GPS навигаторы, электронные книги, портативные игровые консоли, устройства накопления солнечной энергии, производители используют бескорпусные литий-полимерные аккумуляторы. Основные преимущества Li-Pol аккумуляторов, это небольшие размеры при приемлемой ёмкости батареи, возможность изготовления под конкретное устройство, не прибегая к установленным стандартам.

Можно с уверенностью сказать, что литий-полимерные аккумуляторы самые "нежные" аккумуляторы из существующих, то есть требуют обязательного соблюдения нескольких несложных, но обязательных правил, из-за несоблюдения которых случается или пожар, или аккумулятор "умирает".

Перечислим их в порядке убывания опасности:
Заряд до напряжения, превышающего 4,2 В на банку;
Короткое замыкание аккумулятора;
Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60 ˚С;
Разряд ниже напряжения 3 В на банку;
Нагрев аккумулятора выше 60 ˚С;
Разгерметизация аккумулятора;
Хранение в разряженном состоянии.

Невыполнение первых трёх пунктов приводит к пожару, всех остальных – к полной или частичной потере ёмкости.

Поэтому каждый бескорпусный аккумулятор перед установкой, в какой либо гаджет снабжается контроллером, который осуществляет защиту аккумулятора от перезарядки, переразрядки, контролирует зарядные и разрядные токи и напряжения, что значительно продлевает срок службы аккумулятора и помогает в обеспечении безопасности.

Контроллер обеспечивает сбор и обработку информации относящейся к аккумуляторам и с помощью транзисторных ключей отключает аккумуляторы от питания. Резисторы и конденсаторы обеспечивают внешнюю синхронизацию.

При том условии, что напряжения заряда и разряда аккумуляторов соответствуют норме, на аккумуляторе нет короткого замыкания и его ёмкость не достигла максимума транзисторные ключи открыты и аккумуляторы могут свободно заряжаться и разряжаться.

При отклонении одного из указанных параметров от нормы, контроллер подаёт закрывающее напряжение на транзисторные ключи. Напряжение через большое сопротивление закрытых транзисторов не поступает на выводы аккумуляторов, из-за чего зарядка или разряд аккумуляторов прекращается до тех пор, пока все необходимые условия не будут соответствовать норме.

Для исключения разбалансированности аккумуляторов в батарее Li-Pol аккумуляторы заряжают отдельно. Для этого и используется контроллер 4SBLi-7A5021, который имеет 4 отдельных цепи, следовательно может заряжать батарею из четырёх литиевых аккумуляторов.

Схема подключения:

В данном обзоре будет бегло рассмотрена высокотоковая плата защиты Li-Ion аккумуляторов, нестандартное применение USB тестера, понижающего преобразователя с ограничением по току, доработка штатного зарядного устройства Makita.
Менять шурик желания нет, он меня устраивает. Цена нового оригинального аккума PA 12 достигает 2-2,5т.р. По этому решил заморочиться с переделкой. Но не абы как, а с умом.
Если интересно, смотрим далее.

Герои повести:
1. Шуруповёрт Makita 6271D. Который верой и правдой мне служит уже более 7 лет.
Естественно родные аккумы подохли, да и всегда у меня к ним претензия была.
О недостатках Ni-Cd АКБ знаю думаю почти все кто с ними работал. Требует бережного отношения «заряд-разряд», высокий саморазряд, вес.

2. Плата защиты 3S 30A BMS PCM li-ion.

Цена покупки: 684р.

1) Over-charge protection voltage with single cell:4.25V±0.025V
2) Over-discharge protection voltage with single cell:2.50±0.1V
3)Max continuous working current:30A
4) Over-current protection:40A
5) Suggest charge current: 1A-2A
6) Functions: Over-charge protection ,over-discharge protection,
over-current protection ,short circuit protection .High temperature detecting protection
6) Size:43*37mm
Предостережение продавца:
3.Use 12.6V li-ion charger, don"t use too high voltage charger OR high current charger to charge it.

Цены указары в рублях, почему?

Живу в России, данный ресурс находится в Российской зоне, зарабатываю в рубля, на карте в рублях, оплачиваю товар в рублях. Не вижу смысла пересчитывать в другую валюту. У продавца цены могут изменится, могут быть акции и т.п. Специально указал ссылки на магазин, переходите туда и ставьте цену хоть в тубриках, магазин сам пересчитает. DEL

Общие расходы переделки составили(АКБ+ЗУ) ~ 2"700р.

Основные параметры которые определил для себя:
1. Хорошая плата минимум на 30А с балансировкой, по габаритам должна помещаться в размеры штатного аккума.
2. Высокотоковые аккумы минимум 20А, ёмкостью минимум 2Ач.
3. Контроль заряда, вольты-амперы. Учитывая размеры и функционал, конкурентов у JUWEI J7-t просто нет. Ток до 5А, напряжение до 30В, датчик температуры на борту. Если в стоке он мало функционален, то в моём случае он очень востребован.

Самые большие проблемы возникли с платой. Все платы которые мне понравились не укладывались в размеры, максимум 35*65мм. Изначально смотрел на 4 банковые.
Принял решение купить на 3 банки и отдельно плату балансировки.

Переделка аккумулятора.
Самое простое было переделать сам аккум. Делается просто, резиновым молотком простукиваем периметр шва и он разделяется на две половинки. Никаких повреждений и танцев с ножом.

Выкидываем мёртвые банки, тут нужно немного повозится. Сборка залита клеем ко дну аккума.
На всякий случай я оставил штатную термопару, хотя смысла в ней теперь нет. И перебросил защитный предохранитель с минусового контакта аккума на зарядный вход платы.

Если разобраться, то зарядка штатного аккума осуществляется посредством отдельного контакта, помимо контакта нагрузки.
Плата в размере:

Точечная сварка отсутствует, планирую сделать в ближайшее время, пока детали в пути…
Взял 100 ваттный паяльник и быстрым движением припаял провода, термическое воздействие минимально.

Знаю, что это не правильно и так делать нельзя. Но я далёкий от науки человек и положил нефритовый стержень на данную сложность.
Далее согласно инструкции соединил все провода.

Приклеил термо предохранители к аккумам на теплопроводный клей Kafuter K-5204K

Балансировочная плата ещё не приехала, подключу позже, как описано в примере на странице товара:

Приехала, допилил:

Вот собственно и всё, «халява».
P.S. «халява» - в смысле сложности переделки, а не цены.

Как результат, существенное снижение в весе. Оригинальный вес 668 грамм, на Li-Ion ~250 грамм. Ёмкость 2,5Ач против 1,3Ач у оригинала. В общем все показатели улучшились в два раза.
Цена вопроса ~1840р.(только АКБ) ниже оригинала оригинала.

Аккумулятор PA12 после многих лет жизни

Отсечку по нижнему напряжению решил проверить с помощью высокоинтеллектуальной разрядки «Светоч» на 55 ватт.

При напряжении 7,6в происходит отключение подачи тока. Всё норм.

Модернизация зарядного устройства.
Вот тут небольшой танец с бубном. Задача полностью сохранить родной функционал. И добавить возможность заряжать переделанные аккумы.
Проблема номер один, место! Его катастрофически не хватает. Компоновка получилась очень плотной. И вызвала проблему номер два, нагрев. Но обо всём по порядку.

Взял два щупа и начал водить по плате в поисках подходящих напряжений. Найдено оно было на выходе трансформатора в 55в~ Далее стоял диод, на выходе которого было уже 27в, то что нужно. Один контакт пустил через кнопку включения. Установил дополнительно диодный мост, через теплопроводный клей посадил на штатный радиатор. Добавил конденсатор 50v 1000uF. И после этого уже подал на понижающий преобразователь. Штатная зарядка идёт на основе минуса, у меня получается на основе плюса. Поставил 3 реле, которые будут коммутировать разные способы заряда. Приклеил рядом со штатными индикаторами белый светодиод, как индикация работы для Li-ion. В режиме заряда Li-ion отбрасывается 3 провода, два подключаются на выход преобразователя.

Между держателем аккумулятора и платами зарядки поставил в разрыв USB тестер.
Отпаял разъёмы для уменьшения размеров, разделил на две половинки. Экран и плата по 90", связано особенностями внутреннего размещения.
Взял ножик и начал вырезать пластик в корпусе.

Перед установкой проверил параметры тестера. Выставил 30 и подключил 55 ваттную лампочку(12в). Полёт нормальный, 30в держит.

И тут случайно задел выходные контакты на КЗ. Как известно, все радиодетали работают на белом дыме. Выходной мосфет AO3415 испустил белый дым и ушёл в другой мир.
Пошёл к местным шаманам, выдали близкий по ТТХ амулет AO3401 потребовав за его душу 43р, взял 2 шт;) Вернувшись пододвинул по ближе ведро и заменил амулетик, всё отлично заработало.
Выставил время работы 2 часа. Пять раз подряд нажимаем кнопку и выставляем нужное значение. Ещё не проверял, но по идее должен начать пищать.

Следующий удар в бубен связан с настройкой самого преобразователя. В холостом ходу получаем ток потребления 0,21А. это 3 реле. Изначально подключил тестер не правильно, сразу после понижающего преобразователя напряжения(далее ППН). А зачем нам считать ещё и энергию затраченную на работу реле, переделал.

Согласно даташиту на аккумы стандартный ток заряда 1,5А вот такой и был выставлен на ППН в режиме СС.
С напряжением пришлось по колдовать. Изначально выставил 14,4в на случай если перепутаю аккумы, чтоб они зарядились в любом случае. Но проведённый тест показал странную картину.
Ток потребления стабильно на максимуме 1,5А Как только на аккумах появляется напряжение в 12,75в(4,25 на 1). зарядка сразу прекращается. В таком режиме переданная ёмкость равна 2200мАч. что-то маловато.
Более правильной зарядки и плавного снижения потребления тока к концу заряда удалось добиться при напряжении в 13,43в на входе в плату защиты. Выключение происходило при токе 0,12А и напряжении 12,76в. на аккумуляторах. Для высокотоковых данный параметр 100-150mA.

Видео процесса заряда 1.5A

Разбито на две части, позвонили на телефон.

Замеры температуры.
Нагрев с открытым корпусом составлял до 70" на транзисторе, дросселе и диодном мосту.
На ППН был поставлен небольшой радиатор, диодный мост приклеил к штатному.
Места внутри корпуса не осталось совершенно. При закрытом корпусе температура будет существенно выше. Собрал, начал тестировать. Через 10 минут прозвучал щелчок и ещё одна душа покинула ЗУ. Открыв корпус увидел трещину в XL4005, о ведёрко рядом. Хорошо, что я почти всё заказываю по две штуки.

Решил установить внешний вентилятор охлаждения.
В ящике Пандоры обнаружил старую видеокарту с подходящим вентилятором, нужно ещё поставить защитную решётку, под рукой не оказалось.
Температура существенно упала, примерно до 32" по всем элементам.
На этом фоне решил поднять ток, по даташиту допускается до 4А, установил 2А.

Видео процесса заряда 2A

Видно как срабатывает защита. Причин может быть несколько, превышение тока в 2А, напряжение на одном из элементов становится больше 4,25в, перегрев.
Не сразу заметил описание товара: 5) Suggest charge current: 1A-2A
Набор 80% емкости, 2.000mAh происходит за час.

Плотность компоновки, размещал с миллиметровой точностью, штатные детали не задеты.
Сравним, до и после переделки.

Выходные отверстия с противоположной стороны и три если случайно поставлю на мягкую поверхность и перекроются основные.

Общая схема подключения:

Тест отсечки по току.
На второй скорости срабатывает быстро.
На первой удержать мне не получилось, проворачивает.

Немного подумав выставил финальные характеристики на ППН из расчёта характеристик на разъёме ЗУ: CC=1,9А CV=13.38v
Записывать видео не стал, слишком много времени это отнимает. И главное, телефон лежит и трогать его нельзя пока запись идёт. Общая картина и так понятна. Отключение должно происходить на 80-110мА. Снизив или убрав сработки по защите. Время зарядки примерно 1:45:00

Подведём итоги.

Всё работает как и задумано.
Явных минусов не вижу, только шумит вентилятор.
-Время полной зарядки около двух часов.

Плюсы:
-Существенное снижение веса.
-Увеличение ёмкости.
-Набор ёмкости в 1"250mAh(50%) происходит за 35 минут, что сопоставимо по времени и ёмкости со штатным аккумом.
-Контроль заряда с подсчётом ёмкости.
-Два режима зарядки аккумуляторов, родные Ni-Cd & Ni-Mh и новые Li-Ion.
-Опыт.

Если где обнаружили ошибки, пишите в личку или в коментах.
Всевозможные рекомендации по улучшению так же приветствуются.

Планирую купить +112 Добавить в избранное Обзор понравился +71 +152

Контроллеры сами по себе устройства полезные. И чтобы лучше разобрать эту тему, необходимо работать с определённым примером. Поэтому мы и рассмотрим контролер заряда аккумулятора. Что он собой представляет? Как устроен? Какие особенности работы существуют?

Чем занимается контроллер заряда аккумулятора

Он служит для того, чтобы следить за восстановлением энергетических потерь и тратами. Сначала он занимается отслеживанием превращения электрической энергии в химическую, чтобы в последующем при наличии надобности было снабжение требуемых схем или приборов. Сделать контроллер заряда аккумулятора своими руками не сложно. Но его также можно извлечь из источников питания, которые вышли из строя.

Как устроен контроллер

Конечно, универсальной схемы не существует. Но многие в своей работе используют два посдтроечных резистора, которые регулируют верхний и нижний предел напряжения. Когда оно выходит за заданные рамки, то начинается взаимодействие с обмотками реле, и оно включается. Пока оно работает, напряжение не опустится ниже определённого, технически заранее предусмотренного уровня. Тут следует поговорить о том, что существует различный диапазон границ. Так, для аккумулятора может быть установлено и три, и пять, и двенадцать, и пятнадцать вольт. Теоретически всё упирается в аппаратную реализацию. Давайте рассмотрим, как работает контроллер заряда аккумулятора в разных случаях.

Какие бывают типы

Следует отметить значительное разнообразие, которым могут похвастаться контроллеры заряда аккумулятора. Если говорить о их видах, давайте сделаем классификацию в зависимости от сферы применения:

Для возобновляемых источников энергии.
Для бытовой техники.
Для мобильных устройств.

Конечно, самих видов значительно больше. Но поскольку мы рассматриваем контроллер заряда аккумулятора с общей точки зрения, то нам хватит и их. Если говорить про те, что применяются для и ветряков, то в них верхний предел напряжения обычно равняется 15 вольтам, тогда как нижний - 12 В. При этом аккумулятор может генерировать в стандартном режиме 12 В. Источник энергии подключают к нему с использованием нормально замкнутых контактов реле. Что будет, когда напряжение аккумулятора превышает установленные 15 В? В таких случаях контроллером осуществляется замыкание контактов реле. В результате источник электроэнергии с аккумулятора переключается на нагрузочный балласт. Следует отметить, что его не особенно любят ставить для солнечных панелей из-за определённых побочных эффектов. А вот для они являются обязательными. Бытовая техника и мобильные устройства имеют свои особенности. Причем контроллер заряда аккумулятора планшета, сенсорного и кнопочного сотового телефонов являются практически идентичными.

Заглянем в литиево-ионный аккумулятор сотового телефона

Если расковырять любую батарею, то можно заметить, что к выводам ячейки припаивается маленькая Она называется схемой защиты. Дело в том, что требуют наличия постоянного контроля. Обычная схема контроллера представляет собой миниатюрную плату, на которой базируется схема, сделанная из SMD-компонентов. Она в свою очередь делится на две микросхемы - одна из них является управляющей, а другая - исполнительной. Давайте поговорим более детально о второй.

Исполнительная схема

Она базируется на Обычно их два. Сама же микросхема может иметь 6 или 8 выводов. Для раздельного контроля заряда и разряда ячейки аккумулятора используют два полевых транзистора, которые находятся в одном корпусе. Так, один из них может подключать или отключать нагрузку. Второй транзистор делает эти же действия, но уже с источником питания (в качестве которого выступает зарядное устройство). Благодаря такой схеме реализации можно без проблем влиять на работу аккумулятора. При желании ею можно воспользоваться и в другом месте. Но следует учитывать, что схема контроллера заряда аккумулятора и он сам может применяться только к устройствам и элементам, что обладают ограниченным диапазоном работы. Более детально о таких особенностях мы сейчас и поговорим.

Защита от перезаряда

Дело в том, что если напряжение превысит 4,2, то может возникнуть перегрев и даже произойти взрыв. Для этого подбираются такие элементы микросхем, которые будут прекращать заряд при достижении данного показателя. И обычно, пока напряжение не достигнет показателя в 4-4,1 В из-за использования или в процессе саморазряда, дальнейшая зарядка будет невозможной. Это важная функция, которая возложена на контроллер заряда литиевых аккумуляторов.

Защита от переразряда

Когда напряжение достигает критически малых значений, которые делают проблемным само функционирование устройства (обычно это диапазон в 2,3-2,5В), то выключается соответствующий MOSFET-транзистор, который отвечает за подачу тока мобильнику. Далее происходит переход в режим сна с минимальным потреблением. И тут имеется довольно интересный аспект работы. Так, пока напряжение ячейки аккумулятора не станет больше 2,9-3,1 В, мобильное устройство не получится включить для работы в обычно режиме. Наверное, такое вы могли замечать, что когда подключаешь телефон, он показывает, что идёт зарядка, но сам включаться и функционировать в обычном режиме не хочет.

Заключение

Как видите, контроллер заряда Li-Ion-аккумулятора играет важную роль в обеспечении длительности работоспособности мобильных устройств и позитивно сказывается на сроке их службы. Благодаря простоте производства их можно найти практически в любом телефоне или планшете. Если будет желание собственными глазами увидеть, а руками потрогать контроллер заряда Li-Ion-аккумулятора и его содержимое, то при разборе следует помнить, что работа ведётся с химическим элементомв, поэтому следует соблюдать определённую осторожность.

АБСОЛЮТНО НОВОЕ УСТРОЙСТВО В УПАКОВКЕ.
Устройство позволяет визуально контролировать уровень заряда и разряда литиевых батарей (вольтаж), для предотвращения критического уровня разряда.
Визуальный и звуковой контроль составных аккумуляторных батарей.
Устройство, (детектор батарей питания, индикатор, тестер, контроллер, вольтметр, пищалка) имеет восемь контрольных входов для 1-8S, 1 или 8 Lipo/Li-Ion/LiMn/Li-Fe и позволяет подключать элементы с балансировочными контактами.
Данное устройство имеет малый размер и вес, незаменимо в авиамоделировании.

НАЗНАЧЕНИЕ:
Бипер - сигнализатор аварийного состояния батареи, может быть запрограммирован на нужный порог срабатывания.
Устройство информирует о низком напряжении (просадке напряжения) на любой из последовательно подключенной банке в составе аккумулятора.
Устройством удобно проверять уже использованные батареи.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ:
В нормальном состоянии происходит опрос напряжения батареи в целом и каждой банки в отдельности, показания выводятся яркими краснымм цифрами на дисплей. Показания дисплея отлично читаются при ярком солнечном свете.
При достижении запрограммированного уровня напряжения (заряда/разряда) любой банкой аккумулятора устройство издает сильный прерывистый звук (95дБ) двумя динамиками, а показания на дисплее показывают ярким красным цветом текущее напряжение каждого элемента составной батареи.
Уровень аварийного порога напряжения задается программно кнопкой, расположенной между динамиками, диапазон контролируемого напряжения 2,7В - 3,8В на каждый элемент в составе батареи.
Звуковая сигнализация может быть выключена на устройстве и в этом случае о аварийном режиме будет сигнализировать только дисплей.

ВНЕШНИЙ ВИД:
Устройство представляет собой установленные на плате элементы (в том числе: дисплей, бипер, кнопка программирования, гребенка 9ти контактного разъема) обтянутые прозрачной пленкой.

ПАРАМЕТРЫ:
размер: 39x25x11мм.;
вес 9гр.;
точность измерения: 0,01V;
диапазон индикации напряжения батареи: от 0,5V до 36V;
диапазон индикации напряжения ячейки (банки): от 0,5V до 4,5V;
диапазон установки порога аварийного срабатывания устройства: от 2,7V до 3,8V (при достижении заданного уровня в любой из ячеек)

ПОДКЛЮЧЕНИЕ:
Устройство подключается в специальный разъем балансира составной батареи 1-8s Lipo/Li-ion/LiMn/Li-Fe, и контролирует напряжение батареи в целом и каждой банки в составе по отдельности, при этом цепь питания работает независимо и в аварийном режиме размыкание нагрузочной цепи не происходит, а сигнализатор только оповещает пользователя о критическом состоянии батареи.
Устройство не контролирует цепь силовой нагрузки, поэтому нагрузка может работать до полной просадки батареи, независимо от состояния, вошел бипер в аварийный режим или нет.