LTC4054 Контроллер заряда литиевых аккумуляторов

Недавно возникла необходимость в зарядном устройстве для литиевых аккумуляторов. Покупать готовое решение не хотелось, тем более под рукой была плата от старого нерабочего телефона Samsung X100 с этой микросхемой на борту. Ее также можно найти и на платах от других моделей телефонов Samsung(C100, С110, Х100, E700, E800, E820, P100, P510).

Микросхема выпускается в небольшом, но удобном для пайки корпусе. Маркировка «LTH7» или «LTADY», разницы в них нет, это один и тот же контроллер.


Вдаваться в мельчайшие подробности работы с микросхемой вроде мудреных формул с зависимостью от таких параметров, как температурное сопротивление печатной платы, я не буду. Опишу только самые необходимые особенности.

  • Ток заряда до 800мА(по крайней мере, так указано в даташите)
  • Оптимальное напряжение питания от 4,3 до 6 вольт
  • Индикация заряда
  • Защита от КЗ на выходе
  • Защита от перегрева(снижение тока заряда при температуре больше 120 градусов)
  • Минимальное число дополнительных деталей в схеме


Индикация: на первую ножку можно просто повесить светодиод, который будет гореть во время заряда, а можно встроить цепь заряда в цифровое устройство и следить за ее состоянием с помощью микроконтроллера.


Ток заряда: задается резистором между пятым выводом микросхемы и землей по формуле I=1000/R, где I-ток заряда в амперах, R-сопротивление резистора в омах.
Внимание! Не стоит сразу ставить высокий ток заряда, лучше начинать подбирать сопротивление с меньших токов и следить за температурой микросхемы. Она имеет свойство весьма ощутимо греться.
Я остановился на сопротивлении 3 килоома, ток ~300мА, во время заряда плата теплая, но не горячая.

Теплоотвод: микросхема выполнена в очень маленьком корпусе, от которого все же необходимо отводить тепло. Возможности поставить ее на радиатор нет, поэтому производитель советует оставлять на печатной плате вокруг нее большое количество меди(особенно на земле), использовать по возможности более широкие дорожки.

Плату сделал под разъем MiniUSB и SMD компоненты.


Зарядное устройство испытано на аккумуляторах от телефонов, работает стабильно.


Даташит
В архиве ниже печатная плата(SprintLayout).
  • +3
  • 15 августа 2012, 17:32
  • rad
  • 1
Файлы в топике: ltc4054_pcb_зеркалить!!.zip

Комментарии (64)

RSS свернуть / развернуть
Довольно дорогая микросхема. За такие деньги лучше взять max1555 или ультрадешевые микросхемы от microchip но с меньшим функционалом.
0
  • avatar
  • a9d
  • 15 августа 2012, 18:58
от microchip
а маркировку, если не затруднит?..
0
MCP73811/12
+1
А чем микрочип хуже? Судя по даташиту — функционал аналогичен LTC4054.
Маркировка — MCP7383x, у меня 73833 и еще какая-то (различаются в первую очередь корпусом — MSOP10 и SOT23-x). Брал в тритоне — можешь там маркировку посмотреть.
+1
ничем, но функционал ниже. Пин /CHRG довольно удобен, особенно если используется микроконтроллер.
0
Я и спрашиваю, какой функционал отсутствует? У микрочиповских тоже есть выход статуса зарядки, причем более информативный (два пина).
0
А впрочем да, это у 7383х есть информационные выводы (один у 73831/2 и два у 73833), у 73811/2 нету. Но ничего не мешает их и взять, если нужен такой вывод — они тоже довольно дешевы (20р за 73832 и 30р за 73833 в тритоне).
А LTC4054 хороша, если ее удалось откуда-то выпаять. Хотя нынче предпочитают ставить контроллер питания, который занимается всеми вопросами питания, включая зарядку, и выглядит как монстр в QFN или QFP с падом на пузе, окруженный дросселями и конденсаторами.
0
у 73812 нет:
— отключение заряда при токе менее 20мА(или сколь-ко то там процентов от начального) он постоянно держит напряжение 4.2 на выходе, даже если АКБ заряжен. Говорят не совсем хорошо.
— при 6 вольтах выгорает с гарантией, а LTC работает нормально.
— нет издикации окончания заряда

Но есть и плюс, 73812 в 4-6 раз дешевле и пин-ту-пин совместимый, с тем отличием, что вместо светодиода на LTC, на MCP ставится перемычка
0
Да, 73812 не впечатляет — нет ни предзаряда, ни отключения, ни статуса (ну это-то уже понятно...).
Но у 7383х уже все есть — предзаряд, автоотключение, информационные выходы, защита от перегрева. Я, на самом деле, спросил «чем оно хуже» до того, как a9d сказал про 73812 и подразумевал именно 7383х.
0
Ну да не в печатляет, но он меньше чем 7383х, и что самое главное, может использоваться как дешевая замена LTC4054 во всяких самоделках.
Я именно MCP ставлю в самоделки «редкого пользования», а в «продвинутые девайсы» ставлю LTC. Да и на перефирии чтонибудь из этих чипов да точно можно найти. Хоть тот-же сотик распаять.
0
73832 корпусом и функционалом практически аналогичен LTC4054, только распиновкой отличается. Вот у 73833 корпус менее удобен, да.
А зарядник без контроля заряда… Это как-то неинтересно. Его можно просто стабилизатором на 4.2В заменить, с токоограничением.
0
Брал плату от самсунгов вышеуказанных ТС моделей, по 75 рублей у ремонтников сотовых, ящиками у них такое добро валяется. Кроме зарядника для литиевых аккумов получил за эти деньги еще и LT1937ES5, драйвер подсветки клавиатуры, плюс его обвязка, из которого соорудил фонарик аварийного освещения на случай отключения электричества. Так что вышло очень даже дешево. :)
0
Дорогая? 50 штук микросхем LTC4054 можно заказать из Китая за $5,55!!! Разве это дорого?
0
Какаято странная цена, у местных так стоит 1шт www.elitan.ru/price/index.php?seenform=y&find=LTC4054&deley=-1&mfg=all
0
Дело в том, что там многие производители (точнее их менеджеры) продают напрямую без посредников, поэтому и цены такие низкие! Кстати там можно посмотреть, скольким покупателям понравился этот товар и почитать отзывы.
0
А может, у них более дешевый аналог. Тут уже упоминался один из них.
0
Именно так, либо отбраковка, либо перемаркированный.
На сайте LT можно увидеть цену в 1,5$ @1000шт. Никакой «эффективный менеджер» не сможет продавать за 0.1$ @50шт. Сказочки типа «продают напрямую без посредников» можно оставлять без внимания.
Я купил LTC4054 на Ali. Корпус откровенно перемаркированный, параметры не соответствуют. Можете посмотреть на мой отзыв в лоте.
Еще купил TPS78330. Тоже брак. Ток потребления в 25 раз выше заявленного.
Шота решил более не покупать ответственные детали на Ali.
0
Ваш отзыв найти нетрудно — из отрицательных он единственный! Другие покупатели пишут, что всё отлично. И у продавца больше 99% положительных отзывов!
Интересно, КАК Вы проверяли работоспособность микросхем?
Я например использовал уже 3 штуки LTC4054, купленных здесь, и все рабочие. Пришли в заводской упаковке! На корпусе микросхем отчетливо видна надпись LTH7. Одну запаял в портативный осциллограф, а из других сделал зарядные устройства по предложенной здесь автором схеме! Всё работает! Вот фотки смотрите:

0
Что-то я не пойму вашего сарказма. Разве я заявлял, что зарядник не работает? Я имел сказать именно то, что я написал в отзыве. Или Вы сомневаетесь, что я могу измерить ток утечки? А может Вы считаете, что я не могу визуально оценить 2 совершенно не похожих корпуса и маркировку?
Веселая игра «Найди 10 различий»:

У оригинальной еще и с обратной стороны маркировка.

А Вы проверили все режимы и параметры в своих экземплярах? Капельный заряд, ток заряда, остановку заряда, возобновление заряда, переход от СС к CV, ограничение тока при повышенной температуре, ток потребления, ток утечки...?
Если все в порядке, то могу только Вас поздравить и немного позавидовать — мне не повезло. Но желания потерять месяц и получить кота в мешке, больше нету.
0
Внимание! Не стоит сразу ставить высокий ток заряда, лучше начинать подбирать сопротивление с меньших токов и следить за температурой микросхемы. Она имеет свойство весьма ощутимо греться.
Еще бы, она работает в линейном режиме. Для больших токов нужно приличный теплоотвод, минимальное напряжение питания (4.5-5В, т.е. от компового USB, а не адаптера, либо от адаптера через диод) и смириться с нагревом (градусов до сотни видимо вполне допустимо).
Возможности поставить ее на радиатор нет, поэтому производитель советует оставлять на печатной плате вокруг нее большое количество меди(особенно на земле), использовать по возможности более широкие дорожки.
Это называется «теплоотвод через выводы». Соответственно да, нужно побольше меди к ней подвести, те же землю, питание и выход лучше вообще полигонами. Можно еще под пузом положить полигон — тоже немного будет отводить тепло от корпуса.
0
  • avatar
  • Vga
  • 15 августа 2012, 20:15
Есть альтернатива,STC4054GR, цена в Имраде 13.38 грн в отличие от 39.83 грн за LTC4054ES5-4.2#TRMPBF
+1
MCP73114 — вот как для меня более интересный микрочиповский контроллер, и не дорогой, меньше 10 грн.
0
Использовал как-то STC4054, впечатления самые положительные. Оно у меня от USB LiPo 1500мАч заряжало с током 500мА. Впечатления следующие — при посаженном аккуме греется как утюг, ибо, как уже сказали выше, оно линейник. Прикосновение подушечки пальца микруху быстро остужало (в силу маленького корпуса микрухи и больших размеров пальца), и она задирала ток до максимума, потом при нагреве падало до 100мА примерно, соответственно потом можно было повторить. Температура при этом ориентировочно градусов 80 была. Но работает безо всяких проблем.
0
Расскажите, а почему обычную LM1117 не используют в режиме ограничения и тока и напряжения?
0
У контроллера меньше обвязки, цепи задания ограничения тока и напряжения будут мешать друг другу, да и сециализированный контроллер имеет такие фичи, как preconditioning (нужен для заряда глубоко разряженных батарей), автоматическое завершение заряда и выход статуса (заряжается/заряжен), хотя есть и исключения, вроде MCP73812. К тому же выходное напряжение нужно задавать с высокой точностью, а это означает как минимум прецизионные резисторы и прецизионный опорник в стабилизаторе.
Впрочем, китайцы такие зарядники делают, еще как. Вот только на долговечности батареек это плохо отражается.
0
Если кому интересно то LTH7 от LTADY отличаются тем, что одна из них может поднять сильно севший акб (меньше 2,9 вольт (этот параметр надо уточнить)), а другая нет, т.е. если акб сел ниже 2,9 вольт то заряжать она его не будет. Чтобы эти микрухи не грелись (и не только эти) надо разводить плату с максимально возможными контактными плащадками, тогда печатная плата будет как радиатр (в спецификации вроде есть таблица — в зависимости того какой ток заряда надо — меняется площадь ПП). В своё время добывал их из сотовых — щас всё добыл (сделал запас) и ненужное выкинул (всмысле корпуса, дисплеи и прочее). Для себя делал несколько устройств для заряда, работают как часы — заряжаю «18650» (ток заряда выставлен на 800, и еще термопроводящим клеем приклеил монетки (сколько копеек уже не помню, но температура значительно падает)).
0
и еще термопроводящим клеем приклеил монетки
Куда? К спинке МС?
0
Да, к спинке МС. Конечно не лучший вариант, но делалсь на скорую руку, лучшебы вырезать из медной пластины, но решил не замарачиваться.
0
Много встречал подобных слаботочных микрух (500-1000 мА). А вот сильноточных не видел. Кто нибудь сталкивался с подобными микросхемами на 3-7 А?
0
А есть такие контроллеры с защитой от переполюсовки аккумулятора? Или подскажите что прилепить дабы защитить её. Хотел зарядку сделать но не исключена ошибочная установка акк в зарядное, просто диод жек тут не катит — закоротим акк.
0
Поставь диод с пищалкой (boozer с автогенератором)- если поставишь аккумулятор задом наперёд, то через диод потечёт ток и пищалка запищит.
Ну и TP4056 в качестве зарядки нормально работает — единственное я поменял светодиоды цветами: пока заряжается светится зелёный, по окончании зарядки светится красный.
Меня такая цветовка нагляднее информирует о состоянии зарядки.
Теплоотвод: микросхема выполнена в очень маленьком корпусе, от которого все же необходимо отводить тепло. Возможности поставить ее на радиатор нет, поэтому производитель советует оставлять на печатной плате вокруг нее большое количество меди(особенно на земле), использовать по возможности более широкие дорожки.
Более эффективно просверлить плату большим сверлом под термопадом микросхемы и напрямую припаять к днищу микросхемы листовой радиатор через эту дырку в плате
0
не прокатит — буззер то запищит, но для микросхемы это будет последняя зарядка. тут её как-то защитить нужно — выгорает моментально
0
Вообще планирую использовать MCP73833, но фигня та же
0
Можно попробовать аналог диода на мосфете воткнуть. И не позволять микросхеме заряжать акк, если он воткнут не той стороной.
Контроллеры такие вероятно есть, но я о них не в курсе.
0
Пробовал полевик, первый попавшиеся — IRF540 — открывается от 3,4 вольта, не взлетит. Можно попробовать конечно с Logic level но там тоже где-то 2,5 будет. Как бы не пришлось там реле ставить мелкое. Хотя может попадётся что интересное, а MCP73833 купленные куда нибудь применю
0
но там тоже где-то 2,5 будет
Этого достаточно же. Между истоком и затвором прилагается напряжение аккумулятора, а это не менее 3В при исправной банке.
0
Как-то так:
+1
Спасибо, попробую так. В общем да, 2,5 достаточно, но бывают попадаются глубоко севшие хотя и живые банки, но с другой стороны если на ней меньше двух вольт её выбросить а не заряжать надо
0
По идее, севшие ниже 2.7-3В банки — не жильцы. И их в любом случае нужно сперва капельно заряжать. Не помню, есть ли у MCP73833 preconditioning.
И еще такая схема не будет работать с банками, отрубленными защитой.
А, в схему еще резюк параллельно акку надо добавить, 100к-1М.
0
Похоже preconditioning mode есть
0
TP4056 понравилась, корпус паябельный, тепло отводить проще чем у букашек, и не дорогая
0
Братцы, вы забыли про контроль температуры самого аккумулятора. То бишь, лучше использовать тот, у которого есть такая опция. Ну и зарядка должна «видеть» ее, соответственно. В одной из разработок использовал LM3658SD. Единственный минус для домашней поделки — корпус. Хотя…
0
  • avatar
  • DVF
  • 09 января 2015, 01:14
Я заряжаю сосиски 18650 без контроля температуры на TP4056 — пока не грелись… вроде там встроенный внутренний контроль.

А вот Ni-MH при 3С греются, но у зарядки штатный вентилятор.
0
Контроль нужен по большей части для того, чтобы не заряжать слишком холодный/горячий аккум (скажем, только что притащенный с мороза) и для обнаружения аварийных ситуаций.
0
Нет, у элементов 18650 встроенного контроля нет…
В последнем проекте контроллера заряда/разряда (связка bq29330 и bq20z90) использовал терморезистор, конструктивно располагающийся внутри банки между линейками элементов. В целом, да, для домашнего пользования контроль температуры не нужен.
0
в настоящих есть — если об этом упоминается в документации
в китайских нечему греться :)
0
Как таковой, термозащиты в батареях нет. Только предохранитель, выводящий батарею из строя при превышении давления в ней по той или иной причине (ЕМНИП разрывает цепь катода). В принципе, в некоторых батареях с платой защиты плата может отключаться при перегреве батареи, но не припомни, чтобы такая функциональность указывалась в даташитах на виденные мной контроллеры защиты.
в китайских нечему греться :)
Напротив, они куда охотней перегреются и взорвутся — просто потому, что эта хрень внутри не выдержит токов, соответствующих заявленной емкости батареи. Да и охлаждается фигово.
+1
Верно. Сепаратор, при разрушении которого выделяется газ и возникает опасность взрыва или самовоспламенения.
0
в китайских нечему греться :)
Напротив, они куда охотней перегреются и взорвутся — просто потому, что эта хрень внутри не выдержит токов, соответствующих заявленной емкости батареи. Да и охлаждается фигово.
С теорией зарядки Liтиевых аккумуляторов силён?
Вот эту фиговину на 250 мА не заставишь хавать 3 А — у неё рыло для съедания больших токов мало.
К тому же китайцы песок не жалеют.
http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=eOshOXcSkDA#t=106

Даже в китайских иногда бывают платы ограничителей разряда/зарядка/перегрева



Наличие такой защиты в Самсунгах, Саньё и прочих натуралов зависит от назначения:
— в наборных банках в батарее для нотебука в них нет смысла ввиду наличия сложного контроллера последовательно соединённых аккумуляторов
— одиночные в бытовые приборы — тут пожар из-за аккумулятора может обернуться преследованием.
-1
Плата которая на фото, и все платы которые встраиваются в китайские акумы, не защищают от перегрева. Только от перезаряда/разряда.
В оригинальных банках нет защиты потому что банка вставляется в корпус прибора, где есть свой контроллер, а внутрь корпуса нет доступа кривых ручек пользователя. Либо из банок собирается батарея, у которой также неразборный корпус, и свой контроллер.
— С китайскими банками ситуация совсем иная. Стоят дёшево, сделаны из говна, продаются направо и налево, и попадают всегда в кривые ручки убогого юзера, который подключит её напрямую к блоку питания и уйдёт гулять. Или поставит на ночь типа-заряжаться. Плата защиты иногда спасает от пожара. Вот))))
0
В оригинальных банках...
то есть в смысле аккумуляторного нотебучного блока — хотя таких поддельных сейчас много, так как «внутрь корпуса нет доступа кривых ручек пользователя» :(

в обсуждаемом контексте «оригинальный» определяется «неподдельный» и не надо запутывать такими словами не к месту
Вверху есть рекламка, где заявлено over-heat, то есть защита от перегрева, которая в современных микросхемах реализуется прямо на кристалле, а не в виде отдельных термисторов как на фото нотебучного блока аккумуляторов.
-1
С теорией зарядки Liтиевых аккумуляторов силён?
Вполне разбираюсь, как минимум.
Вот эту фиговину на 250 мА не заставишь хавать 3 А — у неё рыло для съедания больших токов мало.
Ей и меньшего тока хватит, чтобы перегреться. И несколько С они таки жрут вполне. А уж на разряд 10С она вполне выдаст — только в отличие от силовой для нее это плохо кончится.
К тому же китайцы песок не жалеют.
Чем делают только хуже.
Даже в китайских иногда бывают платы ограничителей разряда/зарядка/перегрева
Заряда/разряда/сверхтока. Контроля температуры в них обычно нет. Хотя вон в том фениксе может и есть.
+1
К тому же китайцы песок не жалеют.
Чем делают только хуже.
В большие предохранители с пиропатронным разрывателем тоже песок насыпают… оксид кремния является изолятором… да и возгарание электроустановок тоже песком засыпают :)

Народ умудрялся заряжать и разряжать поддельные 18650 с внутренним настоящим бескорпусным на 60 мА…
Почему уверенно пишу одновременно зарядив/заряжая несколько поддельных 18650 зарядкой на TP4056?
Завтра их коллеге надо будет вернуть после тестирования :)
Ничего не сгорело и не взорвалось ни при заряде — в силу теории,
ни при разряде — при разряде нагрузка в виде 3-х ваттного фонарного светодиода просто быстро гасла.
Один аккумулятор вообще с 0,6 В стал заряжать — думал ему полный кирдык…
так как при заданном ограничении тока TP4056 в 0,8 А он потреблял всего 15 мА при напряжении на выходе TP4056 около 2 В… ну физика теории такая :)
но потом постепенно напряжение стало расти и сейчас на выходе комнатно-температурного TP4056 уже 4,15 В при токе 0,35 А
(в максимуме было 0,8 А и тогда радиатор на TP4056 был довольно тёпло-горячий)
0
В большие предохранители с пиропатронным разрывателем тоже песок насыпают…
Ну, в плане уменьшения последствий взрыва аккума песочек может и поможет чем.
так как при заданном ограничении тока TP4056 в 0,8 А он потреблял всего 15 мА при напряжении на выходе TP4056 около 2 В… ну физика теории такая :)
Это не физика, это preconditioning. Был бы контроллер чуть тупее — всадил бы все 0.8А в дохлую банку.
Ничего не сгорело и не взорвалось ни при заряде — в силу теории, ни при разряде
Токи заряда и разряда — по видимому порядка 0.8А, а каковы реальная и заявленная емкость батареи?
0
Ну то есть с безопасностью при использовании нетупых зарядок разобрались :)
УльтраФак «5 АмперЧ» :)
В праздники было лень этим заниматься… сколько реально будем на работе смотреть… в рабочее время.
Назначение — налобный фонарик и лазерная указка.
0
Ну то есть с безопасностью при использовании нетупых зарядок разобрались :)
Нет. Разобрались с безопасностью при разряде — при КЗ, судя по роликам на ютубе, баночки взрываются на отличненько.
Что будет, если заряжать акк током 10С я еще не проверял. У тебя ток заряда 0.8А, что вряд ли превышает 1-2С для данных банок (реальную емкость ты не указал). Попробуй зарядить ее током 5А (1С по заявленной емкости) :)
0
Не надо 10с 1с вполне хватит для быстрого заряда. :)
0
Вопрос-то не в заряде, а в том взорвется ли аккум на «5000мАч» с фитюлькой на 500мАч внутри при заряде его током в 1С (т.е. 5А).
0
В оригинальных банках температурной защиты НЕТ, там есть только защита, разрывающая цепь при превышении давления в банке
0
Та и нахрена термозащита в самой бвнке?
При токах разряда 20с 25с (а есть ещё монстры на 40с, от них машину можно заводить) они греются только в путь и это вполне рабочий режим тяговых аккумуляторов.
Защита там делается по току ибо при большом токе они даже на морозе ощутимо нагреваются.

А маломощные аккумуляторы для электроники защищать от перегрева и нет смысла.

У поддельных есть существенный минус — они реально загораются. Сам видел. Они просто не спсобны давать токи в 20-25А даже в импульсном режиме.
0
токи в 20-25А
а какие неподдельные 18650 способны давать токи в 20-25А?
Кстати сечение провода на 25 А какое должно быть для постоянки?
И сразу становится понятна ненужность такого вопроса
Та и нахрена термозащита в самой бвнке?
У поддельных есть существенный минус — они реально загораются.Поддельные 18650 пока не загорались — даже при замыкании кусачками обоих полюсов — можешь в ютубе посмотреть.
И понятие «поддельные» можно трактовать по разному — есть просто песчаные на 45 грамм и где 0 г лития,
а есть «безопасные» в двойной упаковке с пламягасящим песком :)
0
Вот эти на 15-20с
В чёрной термоусадке работает при кратковременном включении (примерно 1сек через 2-4 сек. )на поки около 20А. Измерения делал давно тк у самого клещей нет.

Сейчас больших банок нет ибо уже с год не работал с ними.

Кстати не увидил у этих схем примеров с балансировкой банок после заряда. Но возможно это я затупок.
На фото то что есть в наличии. Отдельные банки вообще-то на выброс были. Но жалко.
Акб
0
Я спрашивал какие неподдельные 18650 способны давать токи в 20-25А?
где 18 = диаметр


а так можно было выложить фотки троллейбусных и подводных нанобанок чубайса на сотни ампер :)
0
Я спрашивал какие неподдельные 18650 способны давать токи в 20-25А?
Да вот эти, хотя бы. И они не одни такие.
А в КЗ так и почти любая новая столько отдаст (у старых внутреннее сопротивление выше).
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.