Zaštita od dubokog pražnjenja baterije. Li-ion i Li-polimer baterije u našem dizajnu Nestandardno uključivanje zaštitne ploče

Prilikom izrade uređaja s vlastitim napajanjem, potrebno je voditi računa o zaštiti baterije od dubokog pražnjenja. Dovoljno je jednom propustiti trenutak i dozvoliti duboko pražnjenje baterije ispod praga minimalnog napona i vaša baterija će otkazati, ili će izgubiti dio svog kapaciteta i neće moći raditi na nazivnim strujama opterećenja.

Kako bi se spriječili slučajevi pada napona ispod kritična tačka U otvorenom krugu akumulatora-potrošača ugrađeni su zaštitni krugovi koji se sastoje od nekoliko jedinica:
komparator i prekidač za napajanje.

Zahtjevi za zaštitni krug:

• niska struja curenja (samopotrošnja)
• struje uključivanja uporedive sa maksimalno dozvoljenim za bateriju

Ovo zaštitni krug baterije od dubokog pražnjenja je sastavljena da zaštiti kiselo-gel bateriju od 6 volti sa kapacitetom od 4 amper sata, ali se može konfigurisati i za rad sa baterijama od 12 volti i više, do napona napajanja ne7555 čipa. Prototip ove ploče je pronađen u nekom časopisu i malo izmijenjen. Umjesto konvencionalne zener diode, uvedena je podesiva zener dioda TL431, koja vam omogućava podešavanje napona prekida (isključivanje opterećenja) u kombinaciji s podešavanjem otpornog razdjelnika R6/R7. Od 3. kraka 555 tajmer čipa, signal je počeo da ne pali LED diodu, već da otvara n-p-n tranzistor, koji zauzvrat otvara prekidač za napajanje N-kanalnog tranzistora sa efektom polja. Obratite pažnju na karakteristike ovog tranzistora, on mora biti dizajniran da radi sa očekivanim strujama opterećenja, a još jedan važan detalj je napon otvaranja kapije. Ako planirate sklop za 6-voltnu bateriju, potreban vam je tranzistor s efektom polja s naponom otvaranja od 5 volti n-kanalni logički nivo mosfeta. Tranzistori sa efektom polja za potrebe "opće snage" sa naponom otvaranja od 10-20 volti vam neće odgovarati, jer s naponom između kapije i izvora tranzistora od 5 volti neće biti u načinu zasićenja već u linearnom režim, što će dovesti do snažnog stvaranja toplote i kvara.

Koliko često zaboravimo da isključimo opterećenje iz baterije... Da li ste ikada razmišljali o ovom pitanju... Ali često se desi da baterija izgleda da radi i radi, ali onda je nešto presušilo... Mi izmjerite napon na njemu, a ima 9-8V, pa čak i manje. Torba, možete pokušati vratiti bateriju, ali to ne uspije uvijek.
Iz tog razloga je izmišljen uređaj koji će, kada se baterija isprazni, isključiti opterećenje iz nje i spriječiti duboko pražnjenje baterije, jer nije tajna da se baterije boje dubokog pražnjenja.
Iskreno govoreći, mnogo sam puta razmišljao o uređaju za zaštitu baterije od dubokog pražnjenja, ali nikad mi nije bilo suđeno da isprobam sve. I preko vikenda sam postavio cilj da napravim mali zaštitni krug

Zaštitni krug baterije od potpunog pražnjenja

Bilo koje tipke Start i Stop bez popravljanja

Pogledajmo dijagram. Kao što vidite, sve je izgrađeno na dva op-pojačala uključena u komparatorskom modu. Za eksperiment je uzet LM358. I tako idemo...
Referentni napon formira lanac R1-VD1. R1 je balastni otpornik, VD1 je jednostavna zener dioda od 5V, može se koristiti za veće ili niže napone. Ali ne više i nije jednak naponu ispražnjene baterije, koji je, inače, jednak 11V.

Komparator je sastavljen na prvom op-pojačalu, upoređujući referentni napon sa naponom baterije. Napon do 3. kraka se napaja iz baterije kroz otpornički razdjelnik, koji stvara uporedni napon. Ako je napon na razdjelniku jednak referentnom, na prvom kraku se pojavljuje pozitivan napon koji otvara tranzistori koji su ugrađeni kao pojačivački stepen, kako ne bi opterećivali izlaz op-pojačala.

Sve je jednostavno postavljeno. Napajamo 11V na izlazni terminal. Na ovoj nozi je, jer dioda padne za 0,6V i tada ćete morati ponovo izgraditi kolo. Dioda je potrebna tako da kada pritisnete dugme za pokretanje, struja ne ide na opterećenje, već dovodi napon u sam krug. Odabirom otpornika R2R6 hvatamo trenutak kada se relej isključi, napon na 7. kraku nestaje, a na 5. kraku napon bi trebao biti nešto manji od referentnog

Kada je napravljen prvi komparator, primenjujemo napon od 12V, kako se očekuje, na Vcc terminal i pritisnemo Start. Krug bi se trebao uključiti i raditi bez problema dok napon ne padne na 10,8V, krug bi trebao isključiti relej opterećenja.

Pritisnite Stop, napon na 5. kraku će nestati i strujni krug će se isključiti. Usput, bolje je ne postaviti C1 na višu vrijednost, jer će trebati dosta vremena da se isprazni i morat ćete duže držati tipku STOP. Inače, još nisam skontao kako natjerati krug da se odmah isključi ako postoji dobar kapacitet na samom opterećenju, kojem će trebati duže da se isprazni, iako možete baciti balastni otpornik na sam kondenzator

Na drugoj operaciji odlučeno je da se sklopi indikator koji pokazuje kada je baterija skoro prazna i krug bi se trebao isključiti. Konfigurisan je na isti način... Mi isporučujemo 11.2V na izlaz i biramo R8R9 da osiguramo da crvena LED svetli
Ovim je podešavanje završeno i krug je potpuno operativan...

Sretno svima sa ponavljanjem...
Za sigurno, kvalitetno i pouzdano punjenje svih vrsta baterija, preporučujem

Kako ne biste propustili najnovija ažuriranja u radionici, pretplatite se na ažuriranja u VKontakte ili Odnoklassniki, također se možete pretplatiti na ažuriranja putem email u koloni desno

Ne želite da ulazite u rutinu radio elektronike? Preporučujem da obratite pažnju na prijedloge naših kineskih prijatelja. Za vrlo razumnu cijenu možete kupiti prilično kvalitetan punjači

Jednostavan punjač sa LED indikatorom punjenja, zelena baterija se puni, crvena baterija se puni.

Postoji zaštita od kratkog spoja i zaštita od obrnutog polariteta. Savršeno za punjenje Moto baterije kapaciteta do 20Ah, baterija od 9Ah puni se za 7 sati, baterija od 20Ah za 16 sati. Cijena za ovaj punjač je samo 403 rublja, besplatna dostava

Ovaj tip punjača je sposoban za automatsko punjenje gotovo svih 12V baterija za automobile i motocikle do 80A/H. Ima jedinstven način punjenja u tri faze: 1. punjenje konstantnom strujom, 2. punjenje konstantnim naponom, 3. punjenje do 100%.
Na prednjoj ploči nalaze se dva indikatora, prvi pokazuje napon i postotak punjenja, drugi pokazuje struju punjenja.
Prilično kvalitetan uređaj za kućne potrebe, cijena je taman 781,96 RUR, besplatna dostava. U vrijeme pisanja ovih redova broj narudžbi 1392, razred 4.8 od 5. Eurofork

Punjač za širok izbor 12-24V tipova baterija sa strujom do 10A i vršnom strujom 12A. Mogućnost punjenja helijumskih baterija i SA\SA. Tehnologija punjenja je ista kao i prethodna u tri faze. Punjač se može puniti i automatski i ručno. Panel ima LCD indikator koji pokazuje napon, struju punjenja i procenat punjenja.

Dobar uređaj ako trebate puniti sve moguće vrste baterija bilo kojeg kapaciteta, do 150Ah

Cijena za ovo čudo 1.625 rubalja, dostava je besplatna. U trenutku pisanja ovih redova, broj 23 narudžbe, razred 4.7 od 5. Prilikom naručivanja ne zaboravite naznačiti Eurofork

Ako je neki proizvod postao nedostupan, napišite komentar na dnu stranice.
Autor članka: Provjera administratora

Postoje dvije stvari koje baterije zaista ne vole: prekomjerno punjenje i prekomjerno pražnjenje. A ako prvi problem uspješno riješe moderni punjači (osim najjednostavnijih ispravljača), onda s pražnjenjem ispod kritične razine stvari stoje gore - uređaji na baterije gotovo nikada ne pružaju zaštitu od prekomjernog pražnjenja. Ne može se isključiti slučajno pražnjenje - kada ste jednostavno zaboravili isključiti uređaj i on se prazni, prazni... Za rješavanje ovog problema nudi se jednostavan modul za isključivanje niskonaponskog kola za samomontažu. Ovaj krug je prilično jednostavan i može se primijeniti na bilo koju litijumsku ili olovnu bateriju. Naravno, prag isključivanja može se podesiti prema bateriji.

Šema zaštitne jedinice baterije

Kako ovo funkcionira? Kada se pritisne dugme za resetovanje, pozitivni napon se primenjuje na kapiju N-kanalnog MOSFET tranzistora snage.

Ako je napon na izlazu Zener diode U1 veći od 2,5 volti, što je određeno djeliteljem napona koji se sastoji od R4, R5 i R6, katoda U1 je spojena na njenu anodu, čineći je negativnom u odnosu na njen emiter, R2 ograničava struju baze na sigurnu vrijednost i osigurava dovoljnu struju za rad U1. I tranzistor Q1 će držati krug otvorenim čak i kada otpustite dugme za resetovanje.

Ako napon na U1 padne ispod 2,5 volti, zener dioda se isključuje i podiže pozitivni napon na emiteru R1, isključujući ga. Otpornik R8 također isključuje tranzistor sa efektom polja, što rezultira isključenjem opterećenja. Štaviše, opterećenje se neće ponovo uključiti dok se ne pritisne dugme za resetovanje.

Većina malih FET-ova je ocijenjeno za samo +/- 20 volti na naponu gejta - izvora, što znači da je blok sklop pogodan za ne više od 12 volti uređaja: ako su potrebni viši radni naponi, dodatni elementi kola će biti potrebni dodato za održavanje rada radnika na terenu. Primjer korištenja takvog kruga: jednostavan kontroler punjenja solarni paneli prikazano na fotografiji.

Možete staviti gotovo svaki silikonski PNP tranzistor s ocjenom od najmanje 30 volti i bilo koji N-kanalni MOSFET s nazivnim naponom od najmanje 30 volti i strujom koja je veća od 3 puta od one koju ćete uključiti u krug. Prolazni otpor od djelića oma. Za prototip je korišten F15N05 - 15 ampera, 50 volti. Za velike struje prikladni su tranzistori IRFZ44 (50 A Max.) i PSMN2R7-30PL (100 A Max.). Po potrebi možete paralelno povezati nekoliko sličnih tranzistora s efektom polja.

Ovaj uređaj ne bi trebao dugo ostati priključen na bateriju, jer sam troši nekoliko miliampera zbog LED diode i trenutne potrošnje U1. Kada je isključen, njegova trenutna potrošnja je zanemarljiva.

Trebao sam zaštititi bateriju od dubokog pražnjenja. A glavni zahtjev za zaštitni krug je da nakon što se baterija isprazni, isključuje opterećenje i ne može ga sam uključiti nakon što baterija izgradi mali napon na terminalima, bez opterećenja.

Krug je baziran na 555. tajmeru, spojenom kao generator jednog impulsa, koji će nakon dostizanja minimalnog praga napona zatvoriti kapiju tranzistora VT1 i isključiti opterećenje. Kolo će moći uključiti opterećenje tek nakon isključivanja i ponovnog uključivanja napajanja.

Naknada (nema potrebe za ogledalom):

SMD ploča (potrebno je zrcaljenje):

Svi SMD otpornici su 0805. MOSFET paket je D2PAK, ali je moguć i DPAK.

Prilikom sastavljanja obratite pažnju na činjenicu da se ispod čipa nalazi kratkospojnik (na ploči s DIP komponentama) i glavna stvar je da ne zaboravite na to!

Krug je konfiguriran na sljedeći način: otpornik R5 se postavlja u gornji položaj prema krugu, zatim ga spajamo na izvor napajanja s postavljenim naponom na kojem bi trebao isključiti opterećenje. Ako vjerujete Wikipediji, tada napon potpuno ispražnjene 12-voltne baterije odgovara 10,5 volti, to će biti naš napon isključivanja opterećenja. Zatim rotirajte regulator R5 dok se opterećenje ne isključi. Umjesto tranzistora IRFZ44, možete koristiti gotovo svaki moćni niskonaponski MOSFET, samo trebate uzeti u obzir da mora biti dizajniran za struju 2 puta veću od maksimalne struje opterećenja, a napon na vratima mora biti unutar napajanja napon.

Po želji, rezistor se može zamijeniti konstantnim otpornikom nominalne vrijednosti od 240 kOhm, au ovom slučaju otpornik R4 mora se zamijeniti sa 680 kOhm. Pod uslovom da je prag TL431 2,5 volti.

Trenutna potrošnja ploče je oko 6-7 mA.