Що таке контролер заряду акумулятора. Контролер заряду Li-Ion-акумулятор

Контролери самі по собі пристрої корисні. І щоб краще розібрати цю тему, необхідно працювати з певним прикладом. Тому ми і розглянемо контролер заряду акумулятора. Що він собою являє? Як влаштований? Які особливості роботи існують?

Чим займається контролер заряду акумулятора

Він служить для того, щоб стежити за відновленням енергетичних втрат і витратами. Спочатку він займається відстеженням перетворення електричної енергії в хімічну, щоб в подальшому при наявності потреби було постачання необхідних схем або приладів. Зробити контролер заряду акумулятора своїми руками не складно. Але його також можна отримати з джерел живлення, які вийшли з ладу.

Як влаштований контролер

Звичайно, універсальної схеми не існує. Але багато хто в своїй роботі використовують два посдтроечных резистора, які регулюють верхня і нижня межа напруги. Коли воно виходить за задані межі, то починається взаємодія з обмотками реле, і воно включається. Поки вона працює, напруга не опуститься нижче певного, технічно заздалегідь передбаченого рівня. Тут варто поговорити про те, що існує різний діапазон меж. Так, для акумулятора може бути встановлено і три, і п'ять, і дванадцять, п'ятнадцять вольт. Теоретично все впирається в апаратну реалізацію. Давайте розглянемо, як працює контролер заряду акумулятора в різних випадках.

Які бувають типи

Слід відзначити значну різноманітність, яким можуть похвалитися контролери заряду акумулятора. Якщо говорити про їх видах, давайте зробимо класифікацію в залежності від сфери застосування:

Для відновлюваних джерел енергії.

Для побутової техніки.

Для мобільних пристроїв.

Звичайно, самих видів значно більше. Але оскільки ми розглядаємо контролер заряду акумулятора з загальної точки зору, то нам вистачить і їх. Якщо говорити про ті, що застосовуються для сонячних батарей та вітряків, то в них верхня межа напруги зазвичай дорівнює 15 вольтів, тоді як нижній – 12 Ст. При цьому акумулятор може генерувати в стандартному режимі 12 Ст. Джерело енергії підключають до нього з використанням нормально замкнутих контактів реле. Що буде, коли напруга перевищує встановлені 15? У таких випадках контролером здійснюється замикання контактів реле. В результаті джерело електроенергії з акумулятора перемикається на навантажувальний баласт. Слід зазначити, що його не особливо люблять ставити для сонячних панелей з-за певних побічних ефектів. А ось для вітряних генераторів вони є обов'язковими. Побутова техніка та мобільні пристрої мають свої особливості. Причому контролер заряду акумулятора планшета, сенсорного і кнопкового стільникового телефонів є практично ідентичними.

Заглянемо в літієво-іонний акумулятор стільникового телефону

Якщо розколупати будь батарею, то можна помітити, що до висновків осередку припаюється маленька друкована плата. Вона називається схемою захисту. Справа в тому, що літієво-іонні акумулятори вимагають наявності постійного контролю. Звичайна схема контролера являє собою мініатюрну плату, на якій базується схема, зроблена з SMD-компонентів. Вона у свою чергу поділяється на дві мікросхеми – одна з них є керуючою, а інша – виконавчої. Давайте поговоримо більш детально про другий.

Виконавча схема

Вона базується на транзисторах MOSFET. Зазвичай їх два. Сама ж мікросхема може мати 6 або 8 висновків. Для роздільного контролю заряду і розряду комірки акумулятора використовують два польові транзистори, які знаходяться в одному корпусі. Так, один із них може підключати або відключати навантаження. Другий транзистор робить ці ж дії, але вже з джерелом живлення (в якості якого виступає зарядний пристрій). Завдяки такій схемі реалізації можна без проблем впливати на роботу акумулятора. При бажанні нею можна скористатися та в іншому місці. Але слід враховувати, що схема контролера заряду акумулятора і він сам може застосовуватися лише до пристроїв і елементів, що володіють обмеженим діапазоном роботи. Більш детально про таких особливостях ми зараз і поговоримо.

Захист від перезаряду

Справа в тому, що якщо напруга літієвого акумулятора перевищить 42 то може виникнути перегрів і навіть статися вибух. Для цього підбираються такі елементи мікросхем, які будуть припиняти заряд при досягненні даного показника. І звичайно, поки напруга не досягне показника в 4-41 з-за використання або в процесі саморозряду, подальша зарядка буде неможливою. Це важлива функція, яка покладена на контролер заряду літієвих акумуляторів.

Захист від перерозряду

Коли напруга досягає критично малих значень, які роблять проблемним саме функціонування пристрою (зазвичай це діапазон в 23-25 В), то вимикається відповідний MOSFET-транзистор, який відповідає за подачу струму мобільнику. Далі відбувається перехід в режим сну з мінімальним споживанням. І тут є досить цікавий аспект роботи. Так, поки напруга осередку акумулятора не стане більше 29-31 мобільний пристрій не вийде включити для роботи в звичайному режимі. Напевно, таке ви могли помічати, що коли підключаєш телефон, він показує, що йде зарядка, але сам включатися і функціонувати в звичайному режимі не хоче.

Захисні механізми

Слід зазначити, що контролер заряду акумулятора має цілий ряд елементів, які повинні вберегти від негативних наслідків. Так, це і паразитні діоди, що розміщені в польових транзисторах, схема виявлення заряду і ще кілька дрібних доповнень. Ах, так, і якщо є можливість перевірити контролер заряду акумулятора і дізнатися працездатність джерела енергії, то його функціонування можна відновити навіть при «смерті». Звичайно, під цим мається на увазі припинення роботи, а не вибух або розплавлення. У цій справі можуть допомогти спеціальні прилади, які проводять спеціальну «відновлювальну» зарядку. Звичайно, працювати вони будуть довго – процес може розтягнутися на десятки годин, але після успішного завершення акумулятор працюватиме майже як новенький.

Висновок

Як бачите, контролер заряду Li-Ion-акумулятор відіграє важливу роль у забезпеченні тривалості працездатності мобільних пристроїв і позитивно позначається на терміні їх служби. Завдяки простоті виробництва їх можна знайти практично в будь-якому телефоні або планшеті. Якщо буде бажання на власні очі побачити, а руками помацати контролер заряду Li-Ion-акумулятор і його вміст, то при розборі слід пам'ятати, що робота ведеться з хімічним элементомв, тому слід дотримуватися певної обережності.