Литий

К настоящему моменту мы рассмотрели основы и механику работы с LiIon. Когда дело доходит до проектирования схемы на основе литий-ионной батареи, я считаю, что вам также будет полезна кулинарная книга с прямыми рекомендациями. Здесь я хотел бы дать вам коллекцию рецептов LiIon, которые мне хорошо помогали на протяжении многих лет.

Я буду говорить о конфигурациях ячеек с одной серией (1sXp) по простой причине: я не считаю, что многосерийные конфигурации - это то, с чем я много работал. Только по односерийным конфигурациям будет довольно обширное описание, но для тех, кто разбирается в обращении с LiIon, я приглашаю вас поделиться своими советами, приемами и наблюдениями в разделе комментариев — в прошлый раз у нас было поднято немало интересных моментов. !

Существует множество способов зарядить аккумуляторы, которые вы только что добавили в свое устройство — в вашем распоряжении широкий выбор микросхем зарядных устройств и других решений. Я хотел бы сосредоточиться на одном конкретном модуле, о котором, по моему мнению, важно знать больше.

Вы, вероятно, видели синие платы TP4056 — они дешевы, и вы находитесь в одном заказе на Aliexpress от приобретения целой группы, причем дюжина плат стоит всего несколько долларов. TP4056 — это микросхема зарядного устройства LiIon, способная заряжать ваши аккумуляторы со скоростью до 1 А. Многие платы TP4056 имеют встроенную схему защиты, что означает, что такая плата также может защитить ваш LiIon аккумулятор от внешнего мира. Эту плату можно рассматривать как модуль; вот уже более полувека площадь печатной платы остается неизменной, вплоть до того, что вы можете добавить площадь платы TP4056 на свои собственные печатные платы, если вам нужна зарядка и защита LiIon. Я делаю это часто — это намного проще и даже дешевле, чем паять TP4056 и все его вспомогательные компоненты. Вот отпечаток KiCad, если вы тоже хотите это сделать.

Это микросхема линейного зарядного устройства: если вам нужен ток 1 А на выходе, вам понадобится 1 А на входе, а разница входного и выходного напряжения, умноженная на ток, преобразуется в тепло. К счастью, модули TP4056 достаточно хорошо выдерживают высокие температуры, и при желании вы можете добавить радиатор. Максимальный зарядный ток устанавливается резистором между землей и одним из контактов, резистор по умолчанию составляет 1,2 кОм, что дает ток 1 А; для ячеек малой емкости вы можете заменить его резистором 10 кОм, чтобы установить предел 130 мА, а для промежуточных значений вы можете найти в Интернете таблицы.

В микросхеме TP4056 есть несколько интересных особенностей, о которых большинство людей не знают, если используют модули как есть. Вывод CE микросхемы жестко подключен к VIN 5 В, но если вы поднимите этот вывод, вы сможете использовать его для отключения и включения зарядки с помощью входа логического уровня от вашего MCU. Вы можете контролировать зарядный ток, подключив АЦП вашего микроконтроллера к выводу PROG – тому же выводу, который используется для резистора настройки тока. Также имеется вывод термистора, обычно заземляемый, но его можно адаптировать для широкого спектра термисторов с помощью резисторного делителя, будь то термистор, прикрепленный к вашему пакетному элементу, или тот, который вы добавили снаружи к держателю 18650.

С TP4056 тоже есть проблемы – это довольно простая микросхема. Эффективность не является обязательным условием при наличии сетевого питания, но TP4056 тратит приличную часть энергии в виде тепла. Модуль на основе импульсного зарядного устройства позволяет избежать этого и часто позволяет заряжать более высокими токами, если это когда-либо потребуется. Подключение ячейки в обратном порядке убивает чип, а также схему защиты – эту ошибку легко допустить, я делал это много, и именно поэтому вам нужны запасные части. Если вы перепутали контакты элемента, выбросьте плату – не заряжайте элементы с неисправной микросхемой.

Кроме того, учитывая популярность TP4056, копии этой микросхемы производятся несколькими различными поставщиками микросхем в Китае, и я заметил, что некоторые из этих копий микросхем ломаются легче, чем другие, например, больше не заряжаются аккумуляторы — опять же, продолжайте запчасти. TP4056 также не имеет таймеров зарядки, как другие, более современные микросхемы — эту тему мы затронули в разделе комментариев к первой статье.