Зарядка Li-Ion по китайски

Ковыряя (точнее, реверсируя схему) пультик от китайского вертолета (SYMA VISION S010, 3CH) обнаружил там любопытную схему заряда аккумулятора вертолета. Вообще, обычно зарядники из таких пультов критикуются за предельное удешевление и несоответствие требуемому режиму заряда Li-Ion/LiPo аккумуляторов, что приводит к их быстрому издыханию, но эта схема вполне соответствует стандартному режиму CV/CC с отсечкой по падению тока.

Итак, как оно работает?

Прежде всего — собственно CV/CC источник. Он собран на VT3, VT4, VD1. В принципе, схема достаточно простая и очевидная. Делитель R6R7 задает выходное напряжение (ахтунг, оно выставлено на 4.6В — т.к. в самом вертолете аккумулятор подключен к разъему зарядки через диод, во избежание бабаха при случайном замыкании его пинов, при подключении аккумулятора напрямую необходимо пересчитать делитель на 4.2В), R8 — ограничение тока (примерно 0.25А). Приятная мелочь — шунт (R8) компенсирован, так что в CV режиме оно держит напряжение с неплохой точностью.

Чуть интересней сделана схема управления и индикации. В нее входит VT1 — ключ, включающий источник и индикатор зарядки и управляющая схема на VT2. Она выполняет одновременно несколько задач.
Первая задача — слежение за током и отключение при его падении ниже порога. Ток замеряется на все том же шунте R8, но, поскольку напряжения на нем при токе отключения (10-20% от тока CC режима) недостаточно для открытия транзистора — база VT2 дополнительно смещается вверх через R3. Светодиод HL1 при этом выполняет роль стабилизатора напряжения смещения, делая схему нечувствительной к напряжению питания. Как только ток через аккумулятор упадет ниже порога, определяемого R3 и R10 — VT2 закроется, закрывая и VT1. Источник зарядного тока при этом отключается, как и источник смещения на HL1 и вся схема защелкивается в отключенном состоянии.
Вторая задача — включение источника при подключении аккумулятора. Здесь все довольно просто — скачок напряжения на выходе, вызванный подключением аккумулятора, через цепь R9C4 открывает VT2. Это приводит к включению источника, и если ток через аккумулятор выше порога — то сигнал с R8 поддерживает VT2 в открытом состоянии. Конденсатор C2 запускает источник при подаче питания на схему — на тот случай, если сперва подключили аккумулятор, а затем подали питание на зарядник. Опять же, если ток через аккумулятор будет выше порога — то сигнал с R8 удержит зарядник во включенном состоянии, иначе он снова выключится, как только C2 зарядится.

Какую функцию выполняют C1 и C3 — не знаю. C5 — скорее всего для того, чтобы источник зарядного тока не самовозбуждался.
По питанию — схема работоспособна где-то от 5.5-6В, сам пульт питается от шести пальчиковых батареек. Максимальное напряжение ограничивается рассеиваемой на VT3 мощностью, минимальное — падением напряжения на нем и R8.

В схеме самого пульта ничего интересного нет — МК в DIP14 без АЦП и маркировки, схема подключения джойстиков вполне типична, питание — на стабилитроне. На выходе простейший CC драйвер на одном биполярнике, вдувающий добрый ампер в цепочку из трех последовательно включенных ИК диодов.

  • +11
  • 05 июня 2013, 20:53
  • Vga

Комментарии (25)

RSS свернуть / развернуть
(ахтунг, оно выставлено на 4.6В — т.к. в самом вертолете аккумулятор подключен к разъему зарядки через диод, во избежание бабаха при случайном замыкании его пинов, при подключении аккумулятора напрямую необходимо пересчитать делитель на 4.2В)
В большинстве случаев на аккумуляторе есть платка защиты, которая отключает его при перезаряде, глубоком разряде и КЗ.
0
И что? На алгоритм заряда она не влияет, так что если аккумулятор подключен к заряднику напрямую, а не через диод, как в вертолете — нужно выставить правильное выходное напряжение.
+3
как раз нет, в радио игрушках этой платы я еще не видел ни разу.
0
Приятная мелочь — шунт (R8) компенсирован
Каким образом компенсирован?
0
ОС по напряжению (TL431, R6, R7) включена после шунта — т.е. сопротивление шунта исключено из выходного сопротивления источника.
0
Опередил ))))
0
Я так понимаю, таким образом, что TL431 стоит уже после шунта. То есть в обратную связь по напряжению падение на R8 не попадает
0
… но эта схема вполне соответствует стандартному процессу CV/CC с отсечкой по падению тока.
Какой алгоритм зарядки аккумулятора?
0
Однако. Поменял местами и устроил феерверк :)
0
Вообще говоря, так уж просто их не поменяешь — фазы CV/CC обычно не разделяются, а просто делается источник с прямоугольной нагрузочной (или выходной ли, забыл уже терминологию) выходной характеристикой. А дальше уже сам аккумулятор определяет нужный режим.
0
CC/CV подразумевает тот же порядок, что и запись: постоянный ток (первая фаза) / постоянное напряжение (вторая фаза). Если поменять эти стадии местами (как вы записали CV/CC), то аккамулятору поплохеет сразу же :)
Таким образом называть саму зарядку CV/CC (стабилизатор напряжения с ограницением тока) допустимо и правомерно, а вот алгоритм заряда как CV/CC — ошибка.
Однако в мелочах скрыта истина.
0
В записи я подразумевал не порядок фаз, а скорее тип источника, требуемого для заряда. Вообще, режим заряда LiIon называется CV, но если не ограничивать ток на начальном этапе, то аккуму поплохеет — отсюда и дополнение про CC.
И да, там, где написано CV/CC — оно уже не названо алгоритмом)
0
Вообще, режим заряда LiIon называется CV
Ага, верю. Именно по этому режим быстрого заряда содержит только фазу CC, с отсечкой по напряжению :)
Зачем вам изобретать свое название, когда есть общепринятое? Сами производители называют алгоритм CC/CV (слэш опционально).
И да, там, где написано CV/CC — оно уже не названо алгоритмом)
Там оно названо процессом
но эта схема вполне соответствует стандартному процессу CV/CC с отсечкой по падению тока.
а процесс ближе к CC/CV (потому как процесс имеет стадии выполнения, а стадии идут в определенном порядке). Если переформулировать в «схема CV/CC обеспечивает стандартный процесс...», то и притензий ни каких :)
0
Переформулировал. Устраивает?
0
CV с ограничением тока. Вообще, описание стандартного алгоритма зарядки LiIon выходит за рамки этой заметки)
0
А насколько нужно, я не понял, делать такую схему заряда на россыпи, ежели есть MCP73831T-2ATI/OT по цене 18 р. в розницу?
0
Делать зарядку на россыпи сейчас уже не имеет смысла даже наверное массово, но статья не о об этом.
0
У старого Ляо просто завалялись 5 кулей с trough_hole деталями — подогнал старший сын — зам.главного инженера завода FOXCCON отписал из старых неликвидов подлежащих утилизации.

P.S. В ордене «каменьщиков»(MCU-мэнов) считается высшим шиком и знаком избранности разбираться не только в «камнях»(кубиках), но именно в олдскульных схемах на дискретных элементах. В свете последних веяний и событий в электронике просто нужны хранители старых сакральных знаний.
0
Для китайцев оно, вероятно, дешевле (тем паче, что там и правда все детали THT, а плата простенькая односторонка). Для остальных — просто любопытное решение на рассыпухе, непривычно качественное для китая.
0
Дешевле выйдет МАХ1555? Кстати я делал что-то подобное, только на LM317.
0
Дешевле выйдет МАХ1555?
Скорее всего.
Кстати я делал что-то подобное, только на LM317.
Приведенная мной схема лучше — она отключает заряд, когда аккум заряжен.
0
Согласен, в этой только индикатор заряда. По мах1555 — блин минимум деталей, источник напряжения небольшой, контроль заряда, шим и тд… Я в итоге перешел на нее. В чипе и дипе мелкосхема стоит 110 руб, год назад я ее брал по 15 грн, когда мы еще были в составе Украины. В приведенной вами схеме наверное рублей 50 все выйдет. Но геморно собирать и настраивать. А с махом впаял и работай.
0
Настройки оно никакой не требует, максимум — подобрать резисторы в делителе TL431 (если нет воможность по примеру китайцев впаять 1%). Собсна, у китаез оно вообще без настройки работает.
А так я предпочитаю многочисленные клоны LTC4054.
0
Насчёт «сакральных знаний» — полностью согласен. Кстати, пытался влезать в проекты с проектированием микросхем. Вот где все эти знания (старые сакральные) и нужны. Просто поразительно, на каких элементах порой внутри микросхем всё делается! Я имею ввиду не FPGA, а разработку с нуля.
0
ахтунг, оно выставлено на 4.6В — т.к. в самом вертолете аккумулятор подключен к разъему зарядки через диод, во избежание бабаха при случайном замыкании его пинов, при подключении аккумулятора напрямую необходимо пересчитать делитель на 4.2В

Достаточно R6 поменять на 33 КОм
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.