Samotné ovládače sú užitočné zariadenia. A pre lepšie pochopenie tejto témy je potrebné pracovať s konkrétnym príkladom. Preto zvážime regulátor nabíjania batérie. Čo predstavuje? Ako je to usporiadané? Aké sú funkcie práce?
Čo robí ovládač nabíjania batérie
Slúži na sledovanie obnovy energetických strát a výdavkov. Najprv sa venuje monitorovaniu premeny elektrickej energie na chemickú, aby neskôr v prípade potreby došlo k zásobeniu požadovaných obvodov alebo zariadení. Nie je ťažké vyrobiť regulátor nabíjania batérie vlastnými rukami. Dá sa však odstrániť aj z napájacích zdrojov, ktoré zlyhali.
Ako funguje ovládač
Samozrejme, neexistuje žiadna univerzálna schéma. Ale mnohí vo svojej práci používajú dva trimovacie odpory, ktoré regulujú horné a dolné limity napätia. Keď to prekročí hranice,potom začne interakcia s vinutím relé a zapne sa. Počas prevádzky napätie neklesne pod určitú, technicky vopred určenú úroveň. Tu by sme mali hovoriť o tom, že existuje iný rozsah hraníc. Takže pre batériu je možné nainštalovať tri, päť a dvanásť a pätnásť voltov. Teoreticky všetko závisí od hardvérovej implementácie. Pozrime sa, ako funguje ovládač nabíjania batérie v rôznych prípadoch.
Aké typy existujú
Treba poznamenať, že ovládače nabíjania batérie sa môžu pochváliť veľkou rozmanitosťou. Ak hovoríme o ich typoch, urobme klasifikáciu v závislosti od rozsahu:
- Pre obnoviteľnú energiu.
- Pre domáce spotrebiče.
- Pre mobilné zariadenia.
Samozrejme, samotné druhy sú oveľa väčšie. Ale keďže regulátor nabíjania batérie uvažujeme zo všeobecného hľadiska, postačia nám. Ak hovoríme o tých, ktoré sa používajú pre solárne panely a veterné mlyny, potom je v nich horná hranica napätia zvyčajne 15 voltov, zatiaľ čo spodná hranica je 12 V. V tomto prípade môže batéria v štandardnom režime generovať 12 V. zdroj energie je k nemu pripojený pomocou normálne uzavretých reléových kontaktov. Čo sa stane, keď napätie batérie prekročí nastavených 15V? V takýchto prípadoch regulátor uzavrie kontakty relé. V dôsledku toho sa zdroj energie z batérie prepne na záťažový predradník. Je potrebné poznamenať, že nie je obzvlášť obľúbený u solárnych panelov kvôli určitým vedľajším účinkom. Ale pre veterné generátory sú povinné. Domáce spotrebiče a mobilné zariadenia majú svoje vlastné charakteristiky. Navyše ovládač nabíjania batérie tabletu, dotykového a tlačidlového mobilného telefónu sú takmer totožné.
Pohľad do vnútra lítium-iónovej batérie mobilného telefónu
Ak otvoríte akúkoľvek batériu, všimnete si, že na svorkách článku je prispájkovaná malá doska s plošnými spojmi. Nazýva sa to ochranná schéma. Faktom je, že lítium-iónové batérie vyžadujú neustále monitorovanie. Typický obvod regulátora je miniatúrna doska, na ktorej je založený obvod vyrobený z SMD súčiastok. Ten je zase rozdelený na dva mikroobvody - jeden z nich je riadiaci a druhý je výkonný. Povedzme si podrobnejšie o tom druhom.
Výkonná schéma
Je založený na tranzistoroch MOSFET. Zvyčajne sú dve. Samotný mikroobvod môže mať 6 alebo 8 kolíkov. Na samostatné riadenie nabíjania a vybíjania batériového článku slúžia dva tranzistory s efektom poľa, ktoré sú umiestnené v rovnakom kryte. Takže jeden z nich môže pripojiť alebo odpojiť záťaž. Druhý tranzistor robí rovnaké akcie, ale so zdrojom energie (čo je nabíjačka). Vďaka tejto schéme implementácie môžete jednoducho ovplyvniť chod batérie. Ak chcete, môžete ho použiť aj inde. aleTreba mať na pamäti, že obvod regulátora nabitia batérie a jeho samotný je možné aplikovať iba na zariadenia a prvky, ktoré majú obmedzený rozsah prevádzky. O takýchto funkciách si teraz povieme podrobnejšie.
Ochrana proti prebitiu
Faktom je, že ak napätie lítiovej batérie presiahne 4, 2, môže dôjsť k prehriatiu a dokonca k výbuchu. Na tento účel sa vyberú také prvky mikroobvodov, ktoré po dosiahnutí tohto indikátora prestanú nabíjať. A zvyčajne, kým napätie nedosiahne 4-4,1V v dôsledku používania alebo samovybíjania, nebude možné ďalšie nabíjanie. Toto je dôležitá funkcia priradená ovládaču nabíjania lítiovej batérie.
Ochrana proti nadmernému vybitiu
Keď napätie dosiahne kriticky nízke hodnoty, ktoré sťažujú prevádzku zariadenia (zvyčajne v rozsahu 2, 3-2, 5V), potom sa vypne príslušný tranzistor MOSFET, ktorý je zodpovedný za dodáva prúd do mobilného telefónu. Ďalej nasleduje prechod do režimu spánku s minimálnou spotrebou. A je tu jeden dosť zaujímavý aspekt práce. Takže kým napätie článku batérie nepresiahne 2,9-3,1 V, mobilné zariadenie sa nedá zapnúť, aby fungovalo v normálnom režime. Pravdepodobne ste si všimli, že po pripojení telefónu sa zobrazuje, že sa nabíja, ale nechce sa zapnúť a fungovať v normálnom režime.
Obranné mechanizmy
Je potrebné poznamenať, že regulátor nabíjania batérie mámnožstvo prvkov, ktoré by mali chrániť pred negatívnymi následkami. Ide teda o parazitné diódy, ktoré sú umiestnené v tranzistoroch s efektom poľa, obvode na detekciu náboja a niekoľkých ďalších malých doplnkoch. Áno, a ak je možné skontrolovať regulátor nabitia batérie a zistiť výkon zdroja energie, potom je možné jeho fungovanie obnoviť aj po „smrti“. Samozrejme, to znamená jednoducho zastaviť prácu a nie výbuch alebo roztavenie. V tomto prípade môžu pomôcť špeciálne zariadenia, ktoré vykonávajú špeciálny „obnovovací“náboj. Samozrejme, že budú fungovať dlho – proces sa môže natiahnuť na desiatky hodín, no po úspešnom dokončení bude batéria fungovať takmer ako nová.
Záver
Ako môžete vidieť, regulátor nabíjania Li-Ion batérie zohráva dôležitú úlohu pri zabezpečovaní dlhej životnosti mobilných zariadení a má pozitívny vplyv na ich životnosť. Vďaka jednoduchosti výroby ich možno nájsť takmer v každom telefóne alebo tablete. Ak chcete vidieť na vlastné oči a dotýkať sa ovládača nabíjania Li-Ion akumulátora a jeho obsahu rukami, potom by ste pri demontáži mali pamätať na to, že pracujete s chemickým prvkom, takže buďte opatrní.
