ВходМодуль для заряда Li-ion аккумуляторов. Модуль для заряда Li-ion аккумуляторов Micro usb 18650 литиевая батарея зарядка
Для начала нужно определиться с терминологией.
Как таковых контроллеров разряда-заряда не существует . Это нонсенс. Нет никакого смысла управлять разрядом. Ток разряда зависит от нагрузки - сколько ей надо, столько она и возьмет. Единственное, что нужно делать при разряде - это следить за напряжением на аккумуляторе, чтобы не допустить его переразряда. Для этого применяют .
При этом, отдельно контроллеры заряда не только существуют, но и совершенно необходимы для осуществления процесса зарядки li-ion аккумуляторов. Именно они задают нужный ток, определяют момент окончания заряда, следят за температурой и т.п. Контроллер заряда является неотъемлемой частью любого .
Исходя из своего опыта могу сказать, что под контроллером заряда/разряда на самом деле понимают схему защиты аккумулятора от слишком глубокого разряда и, наоборот, перезаряда.
Другими словами, когда говорят о контроллере заряда/разряда, речь идет о встроенной почти во все литий-ионные аккумуляторы защите (PCB- или PCM-модулях). Вот она:
И вот тоже они:
Очевидно, что платы защиты представлены в различных форм-факторах и собраны с применением различных электронных компонентов. В этой статье мы как раз и рассмотрим варианты схем защиты Li-ion аккумуляторов (или, если хотите, контроллеров разряда/заряда).
Контроллеры заряда-разряда
Раз уж это название так хорошо укрепилось в обществе, мы тоже будем его использовать. Начнем, пожалуй, с наиболее распространенного варианта на микросхеме DW01 (Plus).
DW01-Plus
Такая защитная плата для аккумуляторов li-ion встречается в каждом втором аккумуляторе от мобильника. Чтобы до нее добраться, достаточно просто оторвать самоклейку с надписями, которой обклеен аккумулятор.
Сама микросхема DW01 - шестиногая, а два полевых транзистора конструктивно выполнены в одном корпусе в виде 8-ногой сборки.
Вывод 1 и 3 - это управление ключами защиты от разряда (FET1) и перезаряда (FET2) соответственно. Пороговые напряжения: 2.4 и 4.25 Вольта. Вывод 2 - датчик, измеряющий падение напряжения на полевых транзисторах, благодаря чему реализована защита от перегрузки по току. Переходное сопротивление транзисторов выступает в роли измерительного шунта, поэтому порог срабатывания имеет очень большой разброс от изделия к изделию.
Вся схема выглядит примерно вот так:
Правая микросхема с маркировкой 8205А - это и есть полевые транзисторы, выполняющие в схеме роль ключей.
S-8241 Series
Фирма SEIKO разработала специализированные микросхемы для защиты литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов от переразряда/перезаряда. Для защиты одной банки применяются интегральные схемы серии S-8241 .
Ключи защиты от переразряда и перезаряда срабатывают соответственно при 2.3В и 4.35В. Защита по току включается при падении напряжения на FET1-FET2 равном 200 мВ.
AAT8660 Series
LV51140T
Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T .
Пороговые напряжения: 2.5 и 4.25 Вольта. Вторая ножка микросхемы - вход детектора перегрузки по току (предельные значения: 0.2В при разряде и -0.7В при зарядке). Вывод 4 не задействован.
R5421N Series
Схемотехническое решение аналогично предыдущим. В рабочем режиме микросхема потребляет около 3 мкА, в режиме блокировки - порядка 0.3 мкА (буква С в обозначении) и 1 мкА (буква F в обозначении).
Серия R5421N содержит несколько модификаций, отличающихся величиной напряжения срабатывания при перезарядке. Подробности приведены в таблице:
SA57608
Очередной вариант контроллера заряда/разряда, только уже на микросхеме SA57608 .
Напряжения, при которых микросхема отключает банку от внешних цепей, зависят от буквенного индекса. Подробности см. в таблице:
SA57608 потребляет достаточно большой ток в спящем режиме - порядка 300 мкА, что отличает ее от вышеперечисленных аналогов в худшую сторону (там потребляемые токи порядка долей микроампера).
LC05111CMT
Ну и напоследок предлагаем интересное решение от одного из мировых лидеров по производству электронных компонентов On Semiconductor - контроллер заряда-разряда на микросхеме LC05111CMT .
Решение интересно тем, что ключевые MOSFET"ы встроены в саму микросхему, поэтому из навесных элементов остались только пару резисторов да один конденсатор.
Переходное сопротивление встроенных транзисторов составляет ~11 миллиом (0.011 Ом). Максимальный ток заряда/разряда - 10А. Максимальное напряжение между выводами S1 и S2 - 24 Вольта (это важно при объединении аккумуляторов в батареи).
Микросхема выпускается в корпусе WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Dual Flag.
Схема, как и ожидалось, обеспечивает защиту от перезаряда/разряда, от превышения тока в нагрузке и от чрезмерного зарядного тока.
Контроллеры заряда и схемы защиты - в чем разница?
Важно понимать, что модуль защиты и контроллеры заряда - это не одно и то же. Да, их функции в некоторой степени пересекаются, но называть встроенный в аккумулятор модуль защиты контроллером заряда было бы ошибкой. Сейчас поясню в чем разница.
Важнейшая роль любого контроллера заряда заключается в реализации правильного профиля заряда (как правило, это CC/CV - постоянный ток/постоянное напряжение). То есть контроллер заряда должен уметь ограничивать ток зарядки на заданном уровне, тем самым контролируя количество "заливаемой" в батарею энергии в единицу времени. Избыток энергии выделяется в виде тепла, поэтому любой контроллер заряда в процессе работы достаточно сильно разогревается.
По этой причине контроллеры заряда никогда не встраивают в аккумулятор (в отличие от плат защиты). Контроллеры просто являются частью правильного зарядного устройства и не более.
Кроме того, ни одна плата защиты (или модуль защиты, называйте как хотите) не способен ограничивать ток заряда. Плата всего лишь контролирует напряжение на самой банке и в случае выхода его за заранее установленные пределы, размыкает выходные ключи, отключая тем самым банку от внешнего мира. Кстати, защита от КЗ тоже работает по такому же принципу - при коротком замыкании напряжение на банке резко просаживается и срабатывает схема защиты от глубокого разряда.
Путаница между схемами защиты литиевых аккумуляторов и контроллеров заряда возникла из-за схожести порога срабатывания (~4.2В). Только в случае с модулем защиты происходит полное отключение банки от внешних клемм, а в случае с контроллером заряда происходит переключение в режим стабилизации напряжения и постепенного снижения зарядного тока.
Модуль для зарядки li-ion аккумуляторов на микросхеме TP4056 имеет низкую стоимость и при этом легко зарядит ваш перезаряжаемый элемент током до одного Ампера. Очень удобно то, что данная платка имеет разъём микро-ЮСБ и поэтому подключается через обыкновенный USB кабель прямо к зарядному устройству или компьютеру/ноутбуку, то есть вам не нужно иметь какой-то специфический блок питания.
Еще этот модуль имеет защиту от переразряда, перезаряда и большого тока. Порог срабатывания защиты при чрезмерном разряде составляет 2.3 – 2.5 В, запредельном заряде 4.2 – 4.3 В, а максимальный ток 3 А. Если вам не нужен такой протектор, то аккумулятор можно подключать к зарядному и без него.
Так как у аккумуляторов разная ёмкость и от этого каждый из них должен получать определенный ток (обычно для литий-ионников это 1C), производитель микросхемы 4056 учёл это и поэтому у вас есть возможность регулировки тока путем изменения номинала резистора. Ниже вы видите таблицу, по которой сможете выбрать необходимый вам ток заряда. Можно установить подстроечный/переменный резистор и будет очень удобно изменять выходной ток без пайки.
После подачи питания на плату зарядного устройства начинает светиться синий светодиод и быстро моргать красный. Сразу после подключения заряженного элемента будет активирован только красный светоизлучающий диод – идёт процесс заряда. После достижении напряжения на аккумуляторе примерно 4,2 В (+-1,5%) останется светить только синий светодиод, что свидетельствует об окончании заряда, банка полностью готова к дальнейшей эксплуатации. В процессе заряда большими токами немного нагревается интегральная микросхема: при длительном использовании лучше закрепить печатную плату на радиатор.
Литиевые аккумулятор (Li-Io, Li-Po) являются самыми популярными на данный момент перезаряжаемыми источниками электрической энергии. Литиевый аккумулятор имеет номинальное напряжение 3.7 Вольт, именно оно указывается на корпусе. Однако, заряженный на 100% аккумулятор имеет напряжение 4.2 В, а разряженный “в ноль” – 2.5 В, вообще нет смысла разряжать аккумулятор ниже 3 В, во-первых, он от этого портится, во-вторых, в промежутке от 3 до 2.5 В аккумулятор отдаёт всего пару процентов энергии. Таким образом, рабочий диапазон напряжений принимаем 3 – 4.2 Вольта. Мою подборку советов по эксплуатации и хранению литиевых аккумуляторов вы можете посмотреть вот в этом видео
Есть два варианта соединения аккумуляторов, последовательное и параллельное.
При последовательном соединении суммируется напряжение на всех аккумуляторах, при подключении нагрузки с каждого аккумулятора идет ток, равный общему току в цепи, в общем сопротивление нагрузки задает ток разряда. Это вы должны помнить со школы. Теперь самое интересное, емкость. Емкость сборки при таком соединении по хорошему равна емкости аккумулятора с самой маленькой емкостью. Представим, что все аккумуляторы заряжены на 100%. Смотрите, ток разряда у нас везде одинаковый, и первым разрядится аккумулятор с самой маленькой емкостью, это как минимум логично. И как только он разрядится, дальше нагружать данную сборку будет уже нельзя. Да, остальные аккумуляторы еще заряжены. Но если мы продолжим снимать ток, то наш слабый аккумулятор начнет переразряжаться, и выйдет из строя. То есть правильно считать, что емкость последовательно соединенной сборки равна емкости самого малоемкого, либо самого разряженного аккумулятора. Отсюда делаем вывод: собирать последовательную батарею нужно во первых из одинаковых по емкости аккумуляторов, и во вторых, перед сборкой они все должны быть заряжены одинаково, проще говоря на 100%. Существует такая штука, называется BMS (Battery Monitoring System), она может следить за каждым аккумулятором в батарее, и как только один из них разрядится, она отключает всю батарею от нагрузки, об этом речь пойдёт ниже. Теперь что касается зарядки такой батареи. Заряжать ее нужно напряжением, равным сумме максимальных напряжений на всех аккумуляторах. Для литиевых это 4.2 вольта. То есть батарею из трех заряжаем напряжением 12.6 в. Смотрите что происходит, если аккумуляторы не одинаковые. Быстрее всех зарядится аккумулятор с самой маленькой емкостью. Но остальные то еще не зарядились. И наш бедный аккумулятор будет жариться и перезаряжаться, пока не зарядятся остальные. Переразряда, я напомню, литий тоже очень сильно не любит и портится. Чтобы этого избежать, вспоминаем предыдущий вывод.
Перейдем к параллельному соединению. Емкость такой батареи равна сумме емкостей всех аккумуляторов в нее входящих. Разрядный ток для каждой ячейки равен общему току нагрузки, деленному на число ячеек. То есть чем больше акумов в такой сборке, тем больший ток она может отдать. А вот с напряжением происходит интересная вещь. Если мы собираем аккумуляторы, имеющие разное напряжение, то есть грубо говоря заряженные до разного процента, то после соединения они начнут обмениваться энергией до тех пор, пока напряжение на всех ячейках не станет одинаковым. Делаем вывод: перед сборкой акумы опять же должны быть заряжены одинаково, иначе при соединении пойдут большие токи, и разряженный акум будет испорчен, и скорее всего может даже загореться. В процессе разряда аккумуляторы тоже обмениваются энергией, то есть если одна из банок имеет меньшую емкость, остальные не дадут ей разрядиться быстрее их самих, то есть в параллельной сборке можно использовать аккумуляторы с разной емкостью. Единственное исключение – работа при больших токах. На разных аккумуляторах под нагрузкой по-разному просаживается напряжение, и между “сильным” и “слабым” акумом начнёт бежать ток, а этого нам совсем не нужно. И то же самое касается зарядки. Можно абсолютно спокойно заряжать разные по емкости аккумуляторы в параллели, то есть балансировка не нужна, сборка будет сама себя балансировать.
В обоих рассмотренных случаях нужно соблюдать ток зарядки и ток разрядки. Ток зарядки для Li-Io не должен превышать половины ёмкости аккумулятора в амперах (аккумулятор на 1000 mah – заряжаем 0.5 А, аккумулятор 2 Ah, заряжаем 1 А). Максимальный ток разрядки обычно указан в даташите (ТТХ) аккумулятора. Например: ноутбучные 18650 и аккумы от смартфонов нельзя грузить током, превышающим 2 ёмкости аккумулятора в Амперах (пример: акум на 2500 mah, значит максимум с него нужно брать 2.5*2 = 5 Ампер). Но существуют высокотоковые аккумуляторы, где ток разряда явно указан в характеристиках.
Особенности зарядки аккумуляторов китайскими модулями
Стандартный покупной зарядно-защитный модуль за 20 рублей
для литиевого аккумулятора (ссылка на Aliexpress
)
(позиционируется продавцом как модуль для одной банки 18650) может и будет заряжать любой литиевый аккумулятор вне зависимости от формы, размера и емкости
до правильного напряжения 4,2 вольта (напряжение полностью заряженного аккумулятора, под завязку). Даже если это огромный литиевый пакет на 8000mah (разумеется речь идет про одну ячейку на 3,6-3,7v). Модуль дает зарядный ток 1 ампер
, это значит что им можно без опаски заряжать любой аккумулятор емкостью от 2000mah и выше (2Ah, значит зарядный ток – половина емкости, 1А) и соответственно время зарядки в часах будет равно емкости аккумулятора в амперах (на самом деле чуть больше, полтора-два часа на каждые 1000mah). Кстати аккумулятор можно подключать к нагрузке уже во время заряда.
Важно! Если вы хотите заряжать аккумулятор меньшей емкости (например одну старую банку на 900mah или крошечный литиевый пакетик на 230mah), то зарядный ток 1А это много, его следует уменьшить. Это делается заменой резистора R3 на модуле согласно приложенной таблице. Резистор необязательно smd, подойдет самый обычный. Напоминаю, что зарядный ток должен составлять половину от емкости аккумулятора (или меньше, не страшно).
Но если продавец говорит, что этот модуль для одной банки 18650, можно ли им заряжать две банки? Или три? Что если нужно собрать емкий пауэрбанк из нескольких аккумуляторов?
МОЖНО! Все литиевые аккумуляторы можно подключать параллельно (все плюсы к плюсам, все минусы к минусам) ВНЕ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕМКОСТИ. Спаянные параллельно аккумуляторы сохраняют рабочее напряжение 4,2v а их емкость складывается. Даже если вы берете одну банку на 3400mah а вторую на 900 – получится 4300. Аккумуляторы будут работать как одно целое и разряжаться будут пропорциональной своей емкости.
Напряжение в ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ сборке ВСЕГДА ОДИНАКОВО НА ВСЕХ АККУМУЛЯТОРАХ! И ни один аккумулятор физически не может разрядиться в сборке раньше других, здесь работает принцип сообщающихся сосудов. Те, кто утверждают обратное и говорят что аккумуляторы с меньшей емкостью разрядятся быстрее и умрут – путают с ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ сборкой, плюйте им в лицо.
Важно!
Перед подключением друг к другу все аккумуляторы должны иметь примерно одинаковое напряжение, чтобы в момент спаивания между ними не потекли уравнительные токи, они могут быть очень большими. Поэтому лучше всего перед сборкой просто зарядить каждый аккумулятор по отдельности. Разумеется время зарядки всей сборки будет увеличиваться, раз вы используете все тот же модуль на 1А. Но можно спараллелить два модуля, получив зарядный ток до 2А (если ваше зарядное устройство может столько дать). Для этого нужно соединить перемычками все аналогичные клеммы модулей (кроме Out- и B+, они продублированы на платах другими пятаками, уже и так окажутся соединенными). Либо можно купить модуль (ссылка на Aliexpress
), на котором микросхемы уже стоят в параллель. Этот модуль способен заряжать током в 3 Ампера.
Простите за совсем очевидные вещи, но люди по-прежнему путают, поэтому придется обсудить разницу между параллельным и последовательным соединением.
ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ
соединение (все плюсы к плюсам, все минусы к минусам) сохраняет напряжение аккумулятора 4,2 вольта, но увеличивает емкость, складывая все емкости вместе. Во всех пауэрбанках применяется параллельное соединение нескольких аккумуляторов. Такая сборка по-прежнему может заряжаться от USB и повышающим преобразователем напряжение поднимается до выходных 5v.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ
соединение (каждый плюс к минусу последующего аккумулятора) дает кратное увеличение напряжения одной заряженной банки 4,2в (2s – 8,4в, 3s – 12,6в и так далее), но емкость остается прежняя. Если используются три аккумулятора на 2000mah, то емкость сборки – 2000mah.
Важно!
Считается что для последовательной сборки священно обязательно нужно использовать только аккумуляторы одинаковой емкости. На самом деле это не так. Можно использовать разные, но тогда емкость батареи будет определяться НАИМЕНЬШЕЙ емкостью в сборке. Складываете 3000+3000+800 – получаете сборку на 800mah. Тогда спецы начинают кукарекать, что тогда менее емкий аккумулятор будет быстрее разряжаться и умрет. А это неважно! Главное и действительно священное правило – для последовательной сборки всегда и обязательно нужно использовать плату защиты BMS на нужное количество банок. Она будет определять напряжение на каждой ячейке и отключит всю сборку, если какая-то разрядится первой. В случае с банкой на 800 она и разрядится, БМС отключит нагрузку от батареи, разряд остановится и остаточный заряд по 2200mah на остальных банках уже не будет иметь значения – нужно заряжаться.
Плата BMS в отличии от одинарного зарядного модуля НЕ ЯВЛЯЕТСЯ ЗАРЯДНЫМ УСТРОЙСТВОМ последовательной сборки. Для зарядки нужен настроенный источник нужного напряжения и тока . Об этом Гайвер снял видео, поэтому не тратьте время, посмотрите его, там об этом максимально досконально.
Можно ли заряжать последовательную сборку, соединив несколько одинарных зарядных модулей?
На самом деле при некоторых допущениях – можно. Для каких-то самоделок зарекомендовала себя схема с использованием одинарных модулей, соединенных также последовательно, но для КАЖДОГО модуля нужен СВОЙ ОТДЕЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ. Если заряжаете 3s – берёте три телефонных зарядки и подключаете каждую к одному модулю. При использовании одного источника – короткое замыкание по питанию
, ничего не работает. Такая система также работает и как защита сборки (но модли способны отдавать не более 3 ампер) Либо же просто заряжайте сборку побаночно, подключая модуль к каждому аккумулятору до полного заряда.
Индикатор заряженности аккумулятора
Тоже насущная проблема – хотя бы примерно знать сколько процентов заряда остается на аккумуляторе, чтобы он не разрядился в самый ответственны момент.
Для параллельных сборок на 4,2 вольта самым очевидным решением будет сразу приобрести готовую плату пауэрбанка, на которой уже есть дисплей отображающий проценты заряда. Эти проценты не супер-точные, но всё же помогают. Цена вопроса примерно 150-200руб, все представлены на сайте Гайвера. Даже если вы собираете не пауэрбанк а что-то другое, плата эта довольно дешевая и небольшая, чтобы разместить ее в самоделке. Плюс она уже имеет функцию заряда и защиты аккумуляторов.
Есть готовые миниатюрные индикаторы на одну или несколько банок, 90-100р 
Ну а самым дешевым и народным методом является использование повышающего преобразователя МТ3608 (30 руб.), настроенного на 5-5,1v. Собственно если вы делаете пауэрбанк на любом преобразователе на 5 вольт, то даже не нужно ничего докупать. Доработка заключается в установке красного или зеленого светодиода (другие цвета будут работать на другом выходном напряжении, от 6в и выше) через токоограничивающий резистор 200-500ом между выходной плюсовой клеммой (это будет плюс) и входной плюсовой (для светодиода это получится минус). Вы не ошиблись, между двумя плюсами! Дело в том, что при работе преобразователя между плюсами создается разница напряжения, +4,2 и +5в дают между собой напряжение 0,8в. При разряде аккумулятора его напряжение будет падать, а выходное с преобразователя всегда стабильно, значит разница будет увеличиваться. И при напряжении на банке 3,2-3,4в разница достигнет необходимой величины, чтобы зажечь светодиод – он начинает показывать, что пора заряжаться.
Чем измерять емкость аккумуляторов?
Мы уже привыкли в мнению, что для замера нужен Аймакс b6, а он стоит денег и для большинства радиолюбителей избыточен. Но есть способ замерить емкость 1-2-3баночного аккумулятора с достаточной точностью и дешево – простой USB-тестер.
Покупался лот из десяти штук, для переделки питания кое-каких устройств на li-ion аккумуляторы (сейчас в них используется 3АА аккумулятора), но в обзоре я покажу другой вариант применения этой платы, который, хоть и не задействует все её возможности. Просто из этих десяти штук нужны только будут только шесть, а 6 с защитой и пару без защиты получается менее выгодно.
Основанная на TP4056 плата заряда с защитой для Li-Ion аккумуляторов c током до 1A предназначена для полноценной зарядки и защиты аккумуляторов (к примеру, популярных 18650) с возможностью подключения нагрузки. Т.е. данную плату можно легко встроить в различные устройства, такие как фонарики, светильники, радиоприемники и т.д., с питанием от встроенного литиевого аккумулятора, и заряжать его не вынимая из устройства любой USB-зарядкой через microUSB разъем. Ещё эта плата отлично подойдет для ремонта сгоревших зарядок Li-Ion аккумуляторов.
И так, кучка плат, каждая в индивидуальном пакетике (тут уже конечно меньше чем покупалось )
Выглядит платка вот так: 
Можно рассмотреть поближе установленные элементы
Слева microUSB вход питания, питание также продублировано площадками + и - под пайку.
В центре контроллер заряда, Tpower TP4056, над ним пара светодиодов, отображающих либо процесс заряда (красный) либо окончание заряда (синий), под ним резистор R3, изменяя номинал которого можно изменить ток заряда аккумулятора. TP4056 заряжает аккмуляторы по алгоритму CC/CV и автоматически завершает процесс зарядки, если ток заряда снижается до 1/10 от установленного.
Табличка номиналов сопротивления и зарядного тока, согласно спецификации контроллера.
- R (кОм) - I (mA)
- 1.2 - 1000
- 1.33 - 900
- 1.5 - 780
- 1.66 - 690
- 2 - 580
- 3 - 400
- 4 - 300
- 5 - 250
- 10 - 130
С обратной стороны платы нет ничего, так что её можно, например, приклеить.
А теперь вариант применения платы заряда и защиты li-ion аккумуляторов.
Ныне почти во всех видеокамерах любительского формата в качестве источников питания используются li-ion аккумуляторы напряжением 3,7В, т.е. 1S. Вот один из дополнительно купленных аккумуляторов для моей видеокамеры
У меня их несколько, производства (или маркировки ) емкостью по 4500мАч (не считая оригинального, на 1790мАч )
Зачем мне столько? Да, конечно, моя камера заряжается от БП с номиналами 5В 2А, и купив отдельно штекер USB и подходящий разъем, я теперь могу её заряжать и от повербанков (и это одна из причин зачем мне, и не только мне, их столько), да вот только снимать на камеру, к которой ещё и тянется провод - неудобно. Значит надо как-то заряжать аккумуляторы вне камеры.
Я уже показывал вот такую зарядку, также как и аккумуляторы, купленную в магазине dealextreme (ну а точнее, некоторые из аккмуляторов были
)
Да-да, это она, с поворачивающейся вилкой американского стандарта 
Вот так она легко разделяется 
И вот так, в неё вживляется плата заряда и защиты литиевых аккумуляторов 
И конечно же, я вывел пару светодиодов, красный - процесс заряда, зеленый - окончание заряда аккумулятора 
Вторая плата была установлена аналогично, в зарядку от видеокамеры Sony. Да, конечно, новые модели видеокамер Sony заряжаются от USB, у них даже есть не отсоединяющийся USB-хвостик (глупое на мой взгляд решение
). Но опять же, в полевых условиях, снимать на камеру, к которой тянется кабель от повербанка менее удобно чем без него. Да и кабель должен быть достаточно длинным, а чем длиннее кабель, тем больше его сопротивление и тем больше на нем потери, а уменьшать сопротивление кабеля увеличивая толщину жил, кабель становится более толстым и менее гибким, что не добавляет удобства.
Так что из таких плат для заряда и защиты li-ion аккумуляторов до1А на TP4056 легко можно сделать простое автоматическое зарядное устройство для аккумулятора своими руками, переделать зарядное устройство на питание от USB, например для зарядки аккумуляторов от повербанка, сделать ремонт зарядного устройства при необходимости.
Все написанное в этом обзоре можно увидеть в видеоверсии:
P.S. Оставшиеся платы будут испробованы для работы в составе ИБП для arduino, RaspberryPi, BananaPi и подобных.
P.P.S. Всем удачной пятницы.
Здравствуйте, друзья!
Сегодня я хотел бы рассказать об одной приблуде (точнее - о наборе из 10 таких приблуд), с помощью которой можно заряжать аккумуляторы номиналом 3,6-3,7В. Эта же плата является еще и защитой от избыточного разряда аккумулятора.
Итак, погнали!
Первое, на чем хотелось бы акцентировать внимание - это размеры. Данная плата не намного больше обычной microSD-флешки.
Имеется один вход на 5В. Обратите внимание, microUSB-гнездо и располагающиеся с ним 2 отверстия - это ОДИН И ТОТ ЖЕ вход, т.е. они запараллелены. Иными словами, можно подключиться к плате через microUSB, а можно с таким же успехом припаяться напрямую к плате, разницы она не увидит.
Оставшиеся 4 контакта - два идут на аккумулятор и еще два - на нагрузку (например, на какую-нибудь светодиодную панельку).
Более точные размеры платы составляют 17х26,5мм.
И на этом про внешний вид достаточно, переходим к подготовке к тестированию. Для этого мне понадобилось разрядить аккумулятор без защиты (в моем случае это Панасоник на 3400mAh, я уже писал на него достаточно упоротый обзор).
На изоленту на аккумуляторе прошу не обращать внимания, т.к. аккумулятор разряжался в фонарике с алюминиевым корпусом. Проще говоря, "усы" аккумулятора могло этим самым корпусом просто закоротить.
Так же мне потребовалось припаять к плате 4 провода. Кончики я обжал НШВИ-шками красного и черного цвета, чтоб не путаться где плюс а где минус).
Как Вы уже догадались, первый тест будет на заряд.
Для этого я разрядил аккумулятор почти в ноль (в смысле по процентам, а не по напряжению).
Специально для тех, у кого сейчас случился сердечный приступ - согласно даташиту на эти аккумуляторы спокойно переносят разряд до 2,5В, а тут чуть больше.
Итак, запускаем процесс заряда аккумулятора.
Имеем почти 1,1А. Сходу. Да, я не спорю, обещанный 1А мы получили, но плата на старте не церемонится с аккумулятором. У меня уже есть аналогичная плата FC-75. Так вот, она на такой степени разряда заряжает током 95-100mA, не более. И только потом, когда аккумулятор немного подзарядился, она подает ток 1А. Однако, FC-75 не имеет выходов на разряд аккумуляторов, поэтому ее можно использовать исключительно в качестве зарядного устройства. Еще раз - FC-96 не стала церемониться с аккумулятором и сразу подала ток 1А. Но ей это простительно, чуть позже поймете почему.
Я отцепил мультиметр и дал аккумулятору полностью зарядиться. Заряд окончен, о чем свидетельствует зеленый огонек.
Теперь давайте отключим USB-кабель и посмотрим, до какого напряжения зарядился аккумулятор.
4,15В это, конечно хорошо (т.е. аккумулятор гарантированно не будет избыточно заряжен), но хотелось бы увидеть на дисплее 4,2В. Если у кого-то есть сомнения по точности показаний - я уже давно ответил Вам . Т.е. данная плата немного недозаряжает аккумуляторы.
Теперь я расскажу, как я собирал схему на разряд. Кстати, схема вот такая.
Для удобства я сначала отключил аккумулятор от платы и только потом начал присоединять нагрузку. Так вот, когда я подключил аккумулятор обратно, ничего не произошло - плата не заработала. Затем я подключил USB-кабель, через 2-3 секунды его отключил и схема после этого уже начала работать. Тестово я отключил нагрузку (но не отключал аккумулятор), а затем подключил нагрузку обратно.
Т.е. по факту мы выяснили, что после отключения USB-кабеля плата продолжает работать от аккумулятора. Однако, Если отключить и аккумулятор, то плата полностью вырубается и запустить ее можно только через USB (ну или через те самые 2 контакта, расположенные рядом с USB-Micro, разницы никакой не будет).
Теперь переходим к тесту на разряд. Для начала давайте посмотрим, какой ток мне удастся высосать из аккумулятора через эту плату с помощью нагрузки.
Я задействовал все 4 выключателя на нагрузке. Как видите, получили более чем 2,2А.
Я снова убрал мультиметр из цепи и оставил аккумулятор разряжаться до срабатывания защиты. При этом я старался не упустить момент срабатывания отсечки. И мне повезло - отсечка сработала прямо в тот момент, когда я очередной раз заглянул посмотреть как оно там.
Обратите внимание - замер напряжения на контактах Out+ и Out- показал 0В, т.е. отсечка действительно сработала. Осталось только измерить напряжение на самом аккумуляторе.
Получаем почти 3,3В. Многовато для Панасоников, однако! Напомню, что по даташиту панасоники можно разряжать до 2,5В. Т.е. при более глубоком разряде мы спокойно выжмем из аккумулятора еще около 400-500mAh. Вот Вам и ответ на вопрос, почему она на старте с аккумуляторами не церемонится. Правильно - потому что ей это и не нужно, т.к. до конца она аккумулятор все равно не разрядит. да, я не спорю, если по даташиту установлено минимальное напряжение 3В, то разрядка с 3,3В до 3В действительно мало что даст. Но в случае с Панасониками лучше разрядить хотя бы до 2,7-2,8В.
Итак, что мы в итоге получили?
1) сразу и без разбора подает на аккумулятор зарядный ток 1А
2) немного недозаряжает аккумуляторы
3) слишком рано отсекает разряд аккумуляторов.
Однако, все эти цифры дают практически 100% гарантию того, что аккумулятор, подключенный к этой плате, никогда не будет разряжен слишком глубоко и никогда не будет избыточно заряжен. Так что плата вполне годная к использованию.
Повторюсь, в наборе их поставляется 10 штук. Куда их применить - решайте сами. Я же распоряжусь следующим образом:
1) 5 таких плат я задействую для сборки собственного повербанка.
У меня есть 2 набора вот таких плат-преобразователей (по 5 штук в наборе)
Как видите, каждая из этих плат имеет 2 контакта для подключения аккумулятора и один USB-выход. Так вот, USB-входы плат FC-96 я запараллелю - это даст мне возможность заряжать мой повербанк током в целых 5 ампер (!!!) - по 1А на 1 аккумулятор. USB-выходы этого "склеенного" набора я так же запараллелю. Каждая плата из этого набора спокойно выдает 1А тока без падения напряжения ниже 5 Вольт.
Для тех, кто не понял, вот такая схема будет на каждом аккумуляторе.
2) еще 1 платуFC-96 я задействую для самопального аварийного освещения (а то последнее время частенько отключать стали). Задумка такая - к Out"ам платы FC-96 подключу повышающую плату, увеличу тем самым напряжение до 12В и сделаю что-то типа ночника. Скорее всего, этот "ночник" будет на светодиодных лампах, с галогенками (и уж тем более лампами накаливания) заморачиваться особого желания нет.
3) так же я хочу еще поэкспериментировать со своим шуруповертом Bosch IXO, он тоже на литий-ионном аккумуляторе (одном). Попробую переделать его таким образом, чтоб появилась возможность заряжаться через USB. А то его родная плата как-то кривовато настроена - заряжает всего до 4,05В при допуске в 4,2В. И ведь ее фиг перенастроишь! Получается, что част возможностей аккумулятора не используется.
Ну и оставшиеся 3 платы пока что будут в запасе. Жизнь длинная - рано или поздно пригодятся. К тому же у меня остались 3 аккумулятора от Nokia Lumia 520, они тоже литий-ионные. Возможно, тоже пойдут на что-то типа ночника.
Кстати, а куда бы Вы применили упомянутые в обзоре платы? Вопрос чисто академический, ради интереса. Отпишитесь, пожалуйста, в комментариях.