Pati kontrolieri ir noderīgas ierīces. Un, lai labāk izprastu šo tēmu, ir jāstrādā ar konkrētu piemēru. Tāpēc mēs apsvērsim akumulatora uzlādes kontrolieri. Ko viņš pārstāv? Kā tas ir sakārtots? Kādas ir darba iezīmes?
Ko dara akumulatora uzlādes kontrolleris
Tas kalpo, lai uzraudzītu enerģijas zudumu un tēriņu atgūšanu. Pirmkārt, viņš nodarbojas ar elektriskās enerģijas pārvēršanas ķīmiskajā enerģijā uzraudzību, lai vēlāk, ja nepieciešams, būtu nepieciešamo ķēžu vai ierīču piegāde. Akumulatora uzlādes kontrolieri nav grūti izgatavot ar savām rokām. Taču to var noņemt arī no barošanas avotiem, kuriem ir radusies kļūme.
Kā darbojas kontrolieris
Protams, nav universālas shēmas. Bet daudzi savā darbā izmanto divus apdares rezistorus, kas regulē augšējo un apakšējo sprieguma robežu. Kad tas iziet ārpus robežām,tad sākas mijiedarbība ar releja tinumiem, un tas ieslēdzas. Kamēr tas darbojas, spriegums nenoslīdēs zem noteikta, tehniski iepriekš noteikta līmeņa. Šeit mums vajadzētu runāt par to, ka ir atšķirīgs robežu diapazons. Tātad akumulatoram var uzstādīt trīs, piecus, divpadsmit un piecpadsmit voltus. Teorētiski viss ir atkarīgs no aparatūras ieviešanas. Apskatīsim, kā akumulatora uzlādes kontrolieris darbojas dažādos gadījumos.
Kādi veidi pastāv
Jāatzīmē, ka pastāv ievērojama dažādība, ar ko var lepoties akumulatoru uzlādes kontrolieri. Ja runājam par to veidiem, izveidosim klasifikāciju atkarībā no darbības jomas:
- Atjaunojamajai enerģijai.
- Sadzīves tehnikai.
- Mobilajām ierīcēm.
Protams, pašas sugas ir daudz lielākas. Bet, tā kā mēs skatāmies uz akumulatora uzlādes kontrolieri no vispārīga viedokļa, mums ar tiem pietiks. Ja runājam par tiem, kurus izmanto saules paneļiem un vējdzirnavām, tad tajos augšējā sprieguma robeža parasti ir 15 volti, bet apakšējā – 12 V. Šajā gadījumā akumulators standarta režīmā var radīt 12 V. enerģijas avots ir pievienots tam, izmantojot parasti slēgtus releja kontaktus. Kas notiek, ja akumulatora spriegums pārsniedz iestatīto 15 V? Šādos gadījumos kontrolieris aizver releja kontaktus. Rezultātā strāvas avots no akumulatora tiek pārslēgts uz slodzes balastu. Jāpiebilst, ka tas nav īpaši populārs ar saules paneļiem noteiktu blakusparādību dēļ. Bet vēja ģeneratoriem tie ir obligāti. Sadzīves tehnikai un mobilajām ierīcēm ir savas īpašības. Turklāt planšetdatora, skārienjūtīgo un spiedpogu mobilo tālruņu akumulatora uzlādes kontrolieris ir gandrīz identisks.
Ieskatoties mobilā tālruņa litija jonu akumulatorā
Atverot akumulatoru, pamanīsit, ka maza iespiedshēmas plate ir pielodēta pie šūnas spailēm. To sauc par aizsardzības shēmu. Fakts ir tāds, ka litija jonu akumulatoriem ir nepieciešama pastāvīga uzraudzība. Tipiska kontrollera shēma ir miniatūra plate, uz kuras ir balstīta shēma, kas izgatavota no SMD komponentiem. Tas savukārt ir sadalīts divās mikroshēmās - viena no tām ir vadības, bet otra ir izpildvaras. Parunāsim sīkāk par otro.
Izpildshēma
Tas ir balstīts uz MOSFET tranzistoriem. Parasti ir divi. Pašai mikroshēmai var būt 6 vai 8 kontakti. Atsevišķai akumulatora elementa uzlādes un izlādes kontrolei tiek izmantoti divi lauka efekta tranzistori, kas atrodas vienā korpusā. Tātad, viens no tiem var savienot vai atvienot slodzi. Otrais tranzistors veic tādas pašas darbības, bet ar strāvas avotu (kas ir lādētājs). Pateicoties šai ieviešanas shēmai, jūs varat viegli ietekmēt akumulatora darbību. Ja vēlaties, varat to izmantot citur. BetJāpatur prātā, ka akumulatora uzlādes kontrollera ķēdi un to pašu var attiecināt tikai uz ierīcēm un elementiem, kuriem ir ierobežots darbības diapazons. Par šādām funkcijām mēs tagad runāsim sīkāk.
Aizsardzība pret pārmaksu
Fakts ir tāds, ka, ja litija akumulatora spriegums pārsniedz 4, 2, var notikt pārkaršana un pat sprādziens. Šim nolūkam tiek atlasīti tādi mikroshēmu elementi, kas pārtrauks uzlādi, kad tiks sasniegts šis indikators. Un parasti, kamēr spriegums lietošanas vai pašizlādes dēļ nesasniegs 4-4,1 V, turpmāka uzlāde nebūs iespējama. Šī ir svarīga funkcija, kas piešķirta litija akumulatora uzlādes kontrollerim.
Aizsardzība pret pārmērīgu izlādi
Kad spriegums sasniedz kritiski zemas vērtības, kas padara ierīces darbību problemātisku (parasti diapazonā no 2, 3-2, 5V), tiek izslēgts attiecīgais MOSFET tranzistors, kas ir atbildīgs par strāvas padevi mobilajam tālrunim. Tālāk notiek pāreja uz miega režīmu ar minimālu patēriņu. Un ir diezgan interesants darba aspekts. Tātad, kamēr akumulatora elementa spriegums nav lielāks par 2,9–3,1 V, mobilo ierīci nevar ieslēgt, lai tā darbotos normālā režīmā. Iespējams, esat pamanījuši, ka, pievienojot tālruni, tas parāda, ka tas lādējas, bet nevēlas ieslēgties un darboties parastajā režīmā.
Aizsardzības mehānismi
Jāatzīmē, ka akumulatora uzlādes kontrollerim irvairāki elementi, kuriem vajadzētu aizsargāt pret negatīvām sekām. Tātad, tās ir parazitāras diodes, kas tiek ievietotas lauka efekta tranzistoros, lādiņu noteikšanas ķēdē un dažos citos mazos papildinājumos. Ak, jā, un, ja ir iespēja pārbaudīt akumulatora uzlādes kontrolieri un noskaidrot enerģijas avota veiktspēju, tad tā darbību var atjaunot pat ar “nāvi”. Protams, tas nozīmē vienkārši darba pārtraukšanu, nevis sprādzienu vai sabrukumu. Šajā gadījumā var palīdzēt īpašas ierīces, kas veic īpašu “atkopšanas” lādiņu. Protams, tie darbosies ilgi – process var ievilkties desmitiem stundu, taču pēc veiksmīgas pabeigšanas akumulators darbosies gandrīz kā jauns.
Secinājums
Kā redzat, Li-Ion akumulatora uzlādes kontrollerim ir liela nozīme mobilo ierīču ilgmūžības nodrošināšanā un tas pozitīvi ietekmē to kalpošanas laiku. Pateicoties ražošanas vienkāršībai, tos var atrast gandrīz jebkurā tālrunī vai planšetdatorā. Ja vēlaties redzēt savām acīm un ar rokām pieskarties Li-Ion akumulatora uzlādes kontrollerim un tā saturam, tad, izjaucot, jāatceras, ka strādājat ar ķīmisko elementu, tāpēc jābūt uzmanīgiem.
