Jump to content
Vovanchik

Защита Li-Ion (Li-Po) Аккумуляторов От Переразряда.

Recommended Posts

Добрый всем день... Хочу представить устройство защищающее Li-Ion АКБ от низкого разряда. Устройство разработано Владимир65, (советы и критика Kotosob), я лишь исполнитель.

Понадобилась схема защищающая Li-Ion АКБ от низкого разряда. Речь идет от незащищенных АКБ, которые не имеют встроенной платы защиты. В интернете есть подобные схемы, но они обычно выполнены на специализированных микросхемах, которые достать не везде реально. Потому я попросил Владимира65 на скорую руку нарисовать схемку, отключающую АКБ при напряжении 3.0В. В основу взята эта схема, но она была доработана под 3.7В. Li-Ion АКБ.

post-170520-0-98059400-1396164998_thumb.jpg

Транзистор VT1 - Logic Level P75N02LD (только такой нашел в продаже в своем городе)

Транзистор VT2 - BC557

VD1 - TL431

Кнопка S1 (без фиксации) нужна для запуска схемы, после срабатывания защиты, или для принудительного использования заряда батареи, при уровне заряда ниже порогового значения.

Печатная плата в формате LAYOUT3.0 приложена. Обратите внимание, что транзистор P75N02LD устанавливается со стороны печатного монтажа и изображен в зеркальном виде. Саму же плату "зеркалить" не нужно.

Вот готовая плата. Для настройки и тестирования в качестве нагрузки была подключена лампочка на 6В, а в качестве блока питания использовался Лабораторный Бп На Tl431

post-170520-0-39464800-1396163813.jpg post-170520-0-05573300-1396165941.jpg post-170520-0-90896500-1396165945.jpg

Плата имеет маленькие размеры примерно 2 на 2 см, настройка заключается только в выставлении порога срабатывания защиты подстроечным резистором R6.

На фотографиях видно, что выставлен порог 3.0В

Защита.rar

post-170520-0-52424200-1396163420_thumb.jpg

post-170520-0-35397700-1396163424_thumb.jpg

Edited by Vovanchik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Подстроечный резистор не нужен.Эта схема работает четче.У схемы выше плохая температурная стабильность,вследствие не достаточного тока стабилизации 431 и плавающего от температуры порога включения биполярного транзистора.В диапазоне -5 --+35 градусов схема выше меняет порог на 100мв--эта на 12мв.

post-91213-0-78028200-1396167840_thumb.gif

Edited by kotosob

Share this post


Link to post
Share on other sites

В твоей схеме роль компаратора играет транзистор, порг открывания которого зависит от температуры. С увеличением температуры напряжение открывания биполярного транзистора уменьшается на 2 мв/градус. А в моей схеме порог напряжения защиты определяет тлка, у которой порог четче и термостабильность лучше. Мелочи, но приятно...))) :bye:

Edited by Владимир65

Share this post


Link to post
Share on other sites

Литиевые батарейки Fanso для систем телеметрии и дистанционного контроля

Системы телеметрии находят все более широкое применение во многих отраслях на промышленных и коммунальных объектах. Требования, предъявляемые к условиям эксплуатации приборов телеметрии и, как следствие, источников питания для них, могут быть довольно жесткими. Fanso предоставляет широкую линейку продукции, рассчитанной на различные условия эксплуатации, что позволяет подобрать батарейку для каждого конкретного применения, в том числе и для устройств телеметрии.

Подробнее

Никакого компаратора на транзисторе нет,а есть известная фиксация уровня,которая в купе с стабилитроном образует весьма термостабильную цепь--проверь свою и эту--делов-то.Ток выключенной схемы--10мка.

Edited by kotosob

Share this post


Link to post
Share on other sites

А как обе схемы относятся к кратковременным повышениям тока нагрузки ? Не нужен ли хотя бы небольшой конденсатор в цепь затвора или TL ?

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Приглашаем на вебинар Решения для построения ультразвуковых счетчиков жидкостей и газов на базе MSP430

Компэл совместно с Texas Instruments 23 октября 2019 приглашают на вебинар, посвященный системам-на-кристалле для построения ультразвуковых расходомеров жидкостей и газов на базе ядра MSP430. Вебинар проводит Йоханн Ципперер – эксперт по ультразвуковым технологиям, непосредственно участвовавший в создании данного решения. На вебинаре компания Texas Instruments представит однокристальное решение, позволяющее создавать точные недорогие счетчики жидкостей и газов.

Подробнее...

Не нужен,даже вреден.Полевой транзистор или полностью закрыт,или открыт--как выключатель с очень маленьким для данного типа сопротивлением.Кстати --резистор с коллектора биполярного транзистора на затвор полевого тоже не нужен в верхней схеме.

Edited by kotosob

Share this post


Link to post
Share on other sites

Компаратор -- образно говоря. Идет сравнение напряжения открывания транзистора это примерно 0,6В и напряжения приходящего с делителя - резистор- тлка. Поскольку тлка термостабильная, то термонестабильность транзистора ничем не компенсируется. В паре со стабилитроном, может и скомпенсируется , если подобрать подходящий стабилитрон по ткн. У тлки порог открывания на много четче чем у транзистора, этим все сказано. Еще добавлю. Коэффициэнт усиления транзистора очень сильно зависит от температуры. соответственно и порог защиты будет зависеть от температуры. В моей схеме параметры транзистора практически не влияют на порог защиты.

Edited by Владимир65

Share this post


Link to post
Share on other sites

Игорь, я твою схему тоже соберу... на неделе... Вот и погоняем их 2 сразу... Правда у меня нет ничего кроме тестера... но уж как смогу, так погоняю... :bye:

Вот Полная схема от Kotosob -

Edited by Vovanchik

Share this post


Link to post
Share on other sites
резистор с коллектора биполярного транзистора на затвор полевого тоже не нужен в верхней схеме.

Согласен. Он стоит на всякий случай, чисто символически. Если полевой транзистор с низким напряжением открывания затвор - исток , то он не мешает. А если с высоким напряжением , то лучше его убрать.

Edited by Владимир65

Share this post


Link to post
Share on other sites

У схемы выше плохая температурная стабильность,вследствие не достаточного тока стабилизации 431

Ток тлки выбран 0,0004А при выходном напряжении 3В. Это ток выхода тлки в рабочий режим. Если есть сомнения, то Р4 можно уменьшить. Номинал р4 выбирался из экономии знергии батареи.

плавающего от температуры порога включения биполярного транзистора.В диапазоне -5 --+35 градусов схема выше меняет порог на 100мв.

Это относится к твоей схеме.

Edited by Владимир65

Share this post


Link to post
Share on other sites

Собрал я схему по варианту Kotosob. Схема не запустилась, пока не убрал диод D2. После этого работает нормально, напряжение отсечки 2.9В Ток в 1А пробовал, ничего не греется... При напряжении 3.3В и токе 300мА падение напряжения на Исток-сток переходе 2.7mV В принципе схема нормальная, без регулировок. Печатная плата (выше) работоспособная... просто не впаивайте диод, какие-либо изменения делать не нужно.

Edited by Vovanchik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Диод поставь с прямым падением 0,6-0,8в .Без диода будет работать аналогично первой схеме--если устраивает ,можешь не ставить.Только что пробовал 1N4149--у него прямое 1в--все работает--проверь свой диод ..Проверь так же транзистор 557--усиление по току--он наверняка грубоват,нужен транзистор ,нормально работающий при низком напряжении--с к.у.150-200(Uк.-.-2в) напряжение отсечки схемы 2,8-2,9в без диода и с диодом 1n4149 --3в.

http://alnam.ru/book_eua.php?id=18

Опытным путем найдено,что при низком напряжении в этой схеме диод нужно включать без резистора,а в случае низкого реального усиления транзистора при низком напряжении (нужно измерять к.у.при 2в),можно включить последовательно с диодом резистор--в этой схеме 100-200ом.

Температурная зависимость порога ключа очень выражена в низковольтном питании.Если устройство будет использоваться только дома --можно и без диода обойтись..Резистор на питание ТЛ при низком напряжении следует выбирать не выше 1к,а включение ТЛ по нижней схеме предпочтительней..

Температурная зависимость и ток в выключенном состоянии выложены выше.

Edited by kotosob

Share this post


Link to post
Share on other sites

Куплю 1n4149 - думаю не проблема... у BC557 усиление свыше 300... по крайней мере китайский измеритель параметров транзистора так показывает.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Читай пост № 13,(ведьмин пост),,,,,,а мы,ведьмаки,всегда на стороже...! :crazy:

Edited by kotosob

Share this post


Link to post
Share on other sites

Диод поставь с прямым падением 0,6-0,8в .Без диода будет работать аналогично первой схеме--если устраивает ,можешь не ставить.Только что пробовал 1N4149--у него прямое 1в--все работает--проверь свой диод ..

В общем еще раз собрал схему от маэстро Kotosob в SMD варианте... С такими мелкими деталями работаю впервые, потому монтаж не очень плотный (можно было бы в 2 раза плату меньше сделать при желании)... Сначала проверил без диода, напряжение отсечки ровно 3.0V. Поставил диод 4148 - проверил с ним, напряжение отсечки стало 3.5V Пришлось опять удалить диод, без него работает замечательно... В приложении печатная плата в формате LAYOUT 5.0 (распечатывать зеркально) и фотография...

post-170520-0-86239600-1397566859_thumb.jpg

Защита_Kotosob_SMD.rar

Edited by Vovanchik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Подобрать диод можно,как и писал.Если устраивает так,то параметры по температурному дрейфу будут +- 100мв при температуре где-то от -5 до +35. А вобще молоток,что начал пробовать силы в смд.Посмотри,как делаеться печатка и монтаж в готовых устройствах и приобрети,пожалуйста ,людское паяло.:)

Edited by kotosob

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добавил в схему защиты выключатель нагрузки. Нефиксируемая кнопка на замыкание последовательно включает и выключает нагрузку. Функция защиты от разряда сохранилась. Схема только в мультисиме, в железе не проверялась.

post-149729-0-17013100-1397666811_thumb.jpg

защита + выключатель.ms12.rar

Edited by Владимир65

Share this post


Link to post
Share on other sites

А вобще молоток,что начал пробовать силы в смд.Посмотри,как делаеться печатка и монтаж в готовых устройствах и приобрети,пожалуйста ,людское паяло. :)

Тяжко... мелкие детали, а я не молодею... Лупа нужна и 3-я рука... :friends: Но в принципе мне понравилось... дырки сверлить не нужно...

Добавил в схему защиты выключатель нагрузки. Нефиксируемая кнопка на замыкание последовательно включает и выключает нагрузку. Функция защиты от разряда сохранилась.

Идея хорошая... я проверю... Только TL431 СМД прикуплю... А сколько схема (хоть теоретически) потребляет в выключенном состоянии? Тут же она будет постоянно к батарее подключена...

Edited by Vovanchik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еще схема защитного устройства от глубокого разряда...

post-170520-0-34863700-1399192049_thumb.jpg

Полное описание схемы тут

Edited by Vovanchik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Получил я вчера микросхемы защиты из Китая - комплект DW01K + 8205... вчера сделал печатку по схеме с даташит и собрал на SMD компонентах...

post-170520-0-08187100-1400222079_thumb.jpg

Проверил отключение напряжения на 3.0В - хотя в интернете читал, что отключение на 2.4-2.6В у многих... Вероятно у меня такая версия... Что не может не радовать)))

Edited by Vovanchik

Share this post


Link to post
Share on other sites

все правильно, так и должно быть - 3 Вольта.

все, кто делает ниже 3 Вольт - не правы.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ниже трех вольт наверное делают 97% производителей микросхем защиты, судя по сообщением на различных форумах в интернете... Обычно нижний порог срабатывания микросхем DW01 (и её клонов) - 2.4В (тестировало много человек, включая нашего Владимира65)... Почему так - мне не понятно, хотя возможно просто один ключ пробит, при 2.4В отрубает оба ключа и "зарядный" и "разрядный"... Понятно, что эта схема может защитить от пожара и т.п... но не более того... А тут такая редкая удача... порог срабатывания 3В, хотя по Даташит нижний порог закрытия "разрядного" ключа именно 3В (Спасибо Kotosob)...

Кстати... может кому будет нужно... печатка...

Защита.rar

Edited by Vovanchik

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...