I circuiti integrati di gestione dell'alimentazione di ON Semiconductor (ONS) sono già ben noti agli sviluppatori domestici. Si tratta di convertitori AC/DC e controller PWM, correttori di fattore di potenza, convertitori DC/DC e, naturalmente, regolatori lineari. Tuttavia, praticamente nessuno dispositivo portatile non può fare a meno di una batteria e, di conseguenza, senza microcircuiti per la sua carica e protezione. ONS ha una gamma di soluzioni di gestione della batteria nella sua linea di prodotti, che tradizionalmente per ONS combinano funzionalità sufficienti con basso costo e facilità d'uso.
Nell'elettronica moderna, le batterie NiCd / NiMH e Li-Ion / Li-Pol sono le più comuni. Ognuno di loro ha i suoi vantaggi e svantaggi. Le batterie al nichel-cadmio (NiCd) sono economiche e hanno anche il massimo un gran numero di cicli di scarica / carica e un valore elevato della corrente di carico. I principali svantaggi sono: l'elevata autoscarica, nonché l '"effetto memoria", che porta a una parziale perdita di capacità con frequenti ricariche di una batteria non completamente scarica.
Batterie all'idruro di nichel metallico (NiMH).è un tentativo di eliminare le carenze del NiCd, in particolare l '"effetto memoria". Queste batterie sono meno critiche da caricare dopo una scarica incompleta e sono quasi il doppio rispetto alle NiCd in termini di capacità specifica. Non senza perdite, le batterie NiMH hanno meno cicli di scarica/carica e una maggiore autoscarica rispetto alle NiCd.
Batterie agli ioni di litio (Li-Ion). hanno la più alta densità di energia, che consente loro di superare altri tipi di batterie in termini di capacità per le stesse dimensioni complessive. La bassa autoscarica e l'assenza di un "effetto memoria" rendono questo tipo di batteria senza pretese nell'uso. Tuttavia, per garantire la sicurezza d'uso, le batterie agli ioni di litio richiedono l'utilizzo di tecnologie e soluzioni progettuali (film porosi di poliolefina per l'isolamento degli elettrodi positivi e negativi, la presenza di un termistore e di una valvola di sicurezza per scaricare la pressione in eccesso), che portano a un aumento del costo delle batterie al litio rispetto ad altri elementi di potenza.
Batterie ai polimeri di litio (Li-Pol).è un tentativo di risolvere il problema di sicurezza delle batterie a base di litio utilizzando un elettrolita secco solido invece dell'elettrolita simile al gel in Li-Ion. Questa soluzione consente di ottenere caratteristiche simili alle batterie Li-Ion a un costo inferiore. Oltre a una maggiore sicurezza, l'utilizzo di un elettrolita solido consente di ridurre lo spessore della batteria (fino a 1,5 mm). L'unico inconveniente rispetto alle batterie Li-Ion è un intervallo di temperatura di funzionamento meno ampio, in particolare, le batterie Li-Pol non sono consigliate per essere caricate a temperature sotto lo zero.
Le odierne applicazioni portatili richiedono la ricarica della batteria più rapida possibile, la prevenzione del sovraccarico, la massima durata della batteria e la prevenzione della perdita di capacità. MC33340 E MC33342- controller di carica di ON Semiconductor, che combinano tutto il necessario per caricare e proteggere rapidamente le batterie NiCd e NiMH.
Implementazione controller MC33340/42:
Questi controller, combinati con un convertitore lineare o a impulsi esterno, formano un sistema completo di ricarica della batteria. Un esempio è circuito di ricarica utilizzando uno stabilizzatore classico LM317 mostrato in fig. 1.
Riso. 1.
LM317 in questo circuito funziona come una sorgente di corrente stabilizzata con l'impostazione della corrente di carica tramite il resistore R7:
I chg(fast) = (V ref + I adjR8)/R7. La corrente di carica del gocciolamento è impostata dal resistore R5:
I chg (trickle) = (V in - V f (D3) - V batt) / R5. Il divisore R2/R1 deve essere calcolato in modo tale che a batteria completamente carica l'ingresso Vsen sia inferiore a 2 V:
R2 \u003d R1 (V batt / V sen - 1).
Con l'aiuto dei pin t1, t2, t3, la logica a tre bit (chiavi nel diagramma) imposta il tempo di carica 71 ... 283 min o i limiti superiore e inferiore del rilevamento della temperatura.
Sulla base dello schema presentato, ON Semiconductor offre schede di sviluppo MC33340EVB E MC33342EVB.
Le batterie al litio richiedono un'elevata stabilità della tensione di carica, ad esempio, per la batteria LIR14500 di EEMB, la tensione di carica deve essere compresa tra 4,2 ± 0,05 V. Per caricare le batterie a base di litio, ONS offre una soluzione completamente integrata: NCP1835B. Questo è un chip di carica con un regolatore lineare, un profilo di carica CCCV (corrente costante, tensione costante) e una corrente di carica di 30 ... 300 mA. Nutrizione NCP1835B può essere effettuato sia da un adattatore AC/DC standard, sia da una porta USB. Una variante del circuito di commutazione è mostrata in fig. 2.
Riso. 2.
Caratteristiche principali:
Un altro punto importante nei sistemi di ricarica della batteria è la protezione contro il superamento della tensione di ingresso consentita. Le soluzioni offerte da ONS scollegano l'uscita dal circuito target in caso di tensione inaccettabile presente all'ingresso.
PCN349- una novità di ONS, che protegge da sovratensioni in ingresso fino a 28 V. Il microcircuito spegne l'uscita quando la soglia superiore viene superata dalla tensione di ingresso o se non viene raggiunta la soglia inferiore. E' inoltre presente un'uscita FLAG# per la segnalazione di sovratensione in ingresso. Schema tipico l'applicazione è mostrata in fig. 3.
Riso. 3.
Questo microcircuito è disponibile con varie soglie inferiori (2,95 e 3,25 V) e superiori (5,68; 6,02; 6,4; 6,85 V), codificate nel nome. L'NCP360 ha le stesse funzionalità dell'NCP349 ad eccezione della tensione di ingresso massima: 20V.
ON Semiconductor non dispone di una gamma molto ampia di microcircuiti per la ricarica delle batterie rispetto ai suoi concorrenti. Tuttavia, le soluzioni presentate nel loro segmento sono caratterizzate da caratteristiche e prezzo competitivi, nonché facilità d'uso.
Tutti i radioamatori conoscono bene le schede di ricarica per una lattina di batterie agli ioni di litio. È molto richiesto a causa del suo prezzo basso e dei buoni parametri di produzione.
Viene utilizzato per caricare le batterie precedentemente menzionate da una tensione di 5 volt. Si trovano sciarpe simili ampia applicazione in progetti fatti da sé con una fonte di alimentazione autonoma a fronte di batterie agli ioni di litio.
Questi controller sono prodotti in due versioni: con e senza protezione. Quelli con protezione sono un po' costosi.
La protezione svolge diverse funzioni
1) Disconnette la batteria durante la scarica completa, il sovraccarico, il sovraccarico e il cortocircuito.
Oggi controlleremo in dettaglio questa sciarpa e capiremo se i parametri promessi dal produttore corrispondono a quelli reali, e organizzeremo anche altri test, andiamo.
Di seguito sono riportati i parametri della scheda
E questi sono gli schemi, quello superiore con protezione, quello inferiore senza
Al microscopio si nota che la tavola è di ottima qualità. Fibra di vetro a doppia faccia, niente "calze", è presente la serigrafia, tutti gli ingressi e le uscite sono contrassegnati, non è realistico confondere la connessione, se si fa attenzione.
Il microcircuito può fornire una corrente di carica massima nella regione di 1 Ampere, questa corrente può essere modificata selezionando un resistore Rx (evidenziato in rosso).
E questa è una piastra della corrente di uscita, a seconda della resistenza del resistore precedentemente specificato.
Il microcircuito imposta la tensione di carica finale (circa 4,2 Volt) e limita la corrente di carica. La scheda ha due LED, rosso e blu (i colori possono essere diversi), il primo si accende durante la carica, il secondo quando la batteria è completamente carica.
C'è un connettore Micro USB, che viene fornito con una tensione di 5 volt.
Prima prova.
Controlliamo tensione di uscita a cui verrà caricata la batteria, dovrebbe essere compreso tra 4,1 e 4,2 V
Esatto, nessuna lamentela.
Seconda prova
Controlliamo la corrente di uscita, su queste schede la corrente massima è impostata di default, e questo è di circa 1A.
Caricheremo l'uscita della scheda fino all'intervento della protezione, simulando così un grosso consumo in ingresso o una batteria scarica.
La corrente massima è vicina a quella dichiarata, andiamo avanti.
Prova 3
Al posto della batteria collegata blocco laboratorio alimentatore su cui la tensione è preimpostata nella regione di 4 volt. Riduciamo la tensione fino a quando la protezione non spegne la batteria, il multimetro visualizza la tensione di uscita.
Come puoi vedere, a 2,4-2,5 volt, la tensione di uscita è scomparsa, ovvero la protezione funziona. Ma questa tensione è inferiore a quella critica, penso che 2,8 Volt sarebbe il massimo, in generale, non consiglio di scaricare la batteria a tal punto che la protezione funzioni.
Prova 4
Controllo della corrente di intervento della protezione.
Per questi scopi è stato utilizzato un carico elettronico, aumentiamo gradualmente la corrente.
La protezione funziona a correnti di circa 3,5 Ampere (ben visibili nel video)
Tra le carenze, noterò solo che il microcircuito si riscalda spudoratamente e anche una scheda ad alta intensità di calore non risparmia, tra l'altro: il microcircuito stesso ha un substrato per un efficiente trasferimento di calore e questo substrato è saldato alla scheda, quest'ultima svolge il ruolo di un dissipatore di calore.
Penso che non ci sia nulla da aggiungere, tutti l'hanno visto perfettamente, il tabellone è un'ottima opzione economica quando noi stiamo parlando circa il controller di carica per una lattina di batteria agli ioni di litio di piccola capacità.
Penso che questo sia uno degli sviluppi di maggior successo degli ingegneri cinesi, disponibile per tutti a causa del prezzo irrisorio.
Felice di restare!
Per prima cosa devi decidere la terminologia.
come tale non esistono regolatori di carica-scarica. Questo non ha senso. Non ha senso gestire il discarico. La corrente di scarica dipende dal carico: tanto quanto serve, tanto ci vorrà. L'unica cosa da fare durante la scarica è monitorare la tensione sulla batteria per evitare che si scarichi eccessivamente. Per questo, applica.
Allo stesso tempo, controllori separati carica non solo esistono, ma sono assolutamente necessarie per l'attuazione del processo ricarica agli ioni di litio batterie. Sono loro che impostano la corrente richiesta, determinano il momento in cui termina la carica, monitorano la temperatura, ecc. Il regolatore di carica è parte integrante di qualsiasi.
Sulla base della mia esperienza, posso affermare che un controller di carica / scarica è effettivamente inteso come un circuito per proteggere la batteria da una scarica troppo profonda e, al contrario, da un sovraccarico.
In altre parole, quando si parla di regolatore di carica/scarica, si parla della protezione integrata in quasi tutte le batterie agli ioni di litio (moduli PCB o PCM). Eccola qui:
Ed eccoli anche loro: 
È ovvio che i pannelli di protezione sono presentati in vari fattori di forma e vengono assemblati utilizzando vari componenti elettronici. In questo articolo, esamineremo solo le opzioni per proteggere le batterie agli ioni di litio (o, se preferisci, i controller di scarica / carica).
Poiché questo nome è così ben radicato nella società, lo useremo anche noi. Cominciamo con forse l'opzione più comune sul chip DW01 (Plus).
Una tale scheda protettiva per batterie agli ioni di litio si trova in ogni seconda batteria del telefono cellulare. Per arrivarci basta strappare l'autoadesivo con le iscrizioni, che viene incollato sopra la batteria.
Il chip DW01 stesso è a sei gambe e due transistor ad effetto di campo sono strutturalmente realizzati in un unico pacchetto sotto forma di un assieme a 8 gambe.
I pin 1 e 3 controllano rispettivamente le chiavi di protezione da sovraccarico (FET1) e sovraccarico (FET2). Tensioni di soglia: 2,4 e 4,25 Volt. Conclusione 2: un sensore che misura la caduta di tensione attraverso i transistor ad effetto di campo, grazie al quale viene implementata la protezione da sovracorrente. La resistenza transitoria dei transistor funge da shunt di misurazione, quindi la soglia di risposta ha una diffusione molto ampia da prodotto a prodotto.
L'intero schema è simile a questo: 
Il microcircuito destro contrassegnato con 8205A sono i transistor ad effetto di campo che fungono da chiavi nel circuito.
SEIKO ha sviluppato circuiti integrati dedicati per la protezione di Li-Ion e batterie ai polimeri di litio da sovrascarica/ricarica. Per proteggere una lattina vengono utilizzati circuiti integrati della serie S-8241. 
Le chiavi di protezione da sovraccarico e sovraccarico funzionano rispettivamente a 2,3 V e 4,35 V. La protezione corrente viene attivata quando la caduta di tensione attraverso FET1-FET2 è di 200 mV.
Uno schema di protezione simile per le batterie al litio a cella singola con protezione da sovrascarica, sovraccarico, carica eccessiva e correnti di scarica. Implementato utilizzando il chip LV51140T. 
Tensioni di soglia: 2,5 e 4,25 Volt. La seconda tappa del microcircuito è l'ingresso del rilevatore di sovraccarico di corrente (valori limite: 0,2 V durante la scarica e -0,7 V durante la ricarica). Il pin 4 non è utilizzato.
Il design del circuito è simile ai precedenti. In modalità operativa, il microcircuito consuma circa 3 μA, in modalità di blocco - circa 0,3 μA (lettera C nella designazione) e 1 μA (lettera F nella designazione). 
La serie R5421N contiene diverse modifiche che differiscono nell'ampiezza della tensione di risposta durante la ricarica. I dettagli sono riportati nella tabella:
Un'altra versione del controller di carica / scarica, solo sul chip SA57608. 
Dipende dalle tensioni alle quali il microcircuito disconnette il barattolo dai circuiti esterni indice delle lettere. Vedere la tabella per i dettagli:
SA57608 consuma una corrente abbastanza grande in modalità sleep - circa 300 μA, che lo distingue dagli analoghi di cui sopra in il lato peggiore(le correnti consumate sono dell'ordine di frazioni di microampere).
Infine, offriamo un'interessante soluzione di uno dei leader mondiali nella produzione di componenti elettronici On Semiconductor: un controller di carica-scarica su un chip LC05111CMT. 
La soluzione è interessante in quanto i MOSFET chiave sono integrati nel microcircuito stesso, quindi dagli elementi collegati sono rimasti solo un paio di resistori e un condensatore.
La resistenza transitoria dei transistor integrati è di ~11 milliohm (0,011 ohm). La massima corrente di carica/scarica è 10A. La tensione massima tra i terminali S1 e S2 è di 24 Volt (questo è importante quando si combinano batterie in batterie).
Il microcircuito è prodotto nel package WDFN6 2.6x4.0, 0.65P, Dual Flag.
Il circuito, come previsto, fornisce protezione contro sovraccarico/scarica, sovracorrente nel carico e corrente di sovraccarico.
È importante capire che il modulo di protezione e i regolatori di carica non sono la stessa cosa. Sì, le loro funzioni si sovrappongono in una certa misura, ma sarebbe un errore chiamare il modulo di protezione integrato nella batteria un regolatore di carica. Ora lascia che ti spieghi la differenza.
Il ruolo più importante di qualsiasi regolatore di carica è quello di implementare il corretto profilo di carica (solitamente CC/CV - corrente costante/tensione costante). Cioè, il regolatore di carica deve essere in grado di limitare la corrente di carica a un dato livello, controllando così la quantità di energia "riversata" nella batteria per unità di tempo. L'energia in eccesso viene rilasciata sotto forma di calore, quindi qualsiasi controller di carica diventa piuttosto caldo durante il funzionamento.
Per questo motivo i regolatori di carica non sono mai integrati nella batteria (a differenza delle schede di protezione). I controller sono solo una parte del caricatore giusto e niente di più.
Inoltre nessuna scheda di protezione (o modulo di protezione, chiamatelo come volete) è in grado di limitare la corrente di carica. La scheda controlla solo la tensione presente sul banco stesso e, se questa va oltre i limiti prefissati, apre i tasti di uscita, scollegando così il banco dal mondo esterno. A proposito, anche la protezione da cortocircuito funziona secondo lo stesso principio: quando corto circuito la tensione sul banco scende bruscamente e viene attivato il circuito di protezione da scarica profonda.
La confusione tra i circuiti di protezione delle batterie al litio e i regolatori di carica è sorta a causa della somiglianza della soglia di risposta (~ 4,2V). Solo nel caso del modulo di protezione, la lattina è completamente scollegata dai terminali esterni e, nel caso del regolatore di carica, passa alla modalità di stabilizzazione della tensione e una graduale diminuzione della corrente di carica.
Non è un segreto che alle batterie agli ioni di litio non piaccia la scarica profonda. Da questo, appassiscono e appassiscono, oltre ad aumentare la resistenza interna e perdere capacità. Alcuni esemplari (quelli con protezione) possono addirittura precipitare in un profondo letargo, da dove è piuttosto problematico tirarli fuori. Pertanto, quando si utilizzano batterie al litio, è necessario limitare in qualche modo la loro scarica massima.
Per questo vengono utilizzati circuiti speciali che scollegano la batteria dal carico al momento giusto. A volte tali circuiti sono chiamati controller di scarica.
Perché il controller di scarica non controlla l'entità della corrente di scarica; in senso stretto, non è un controller. In effetti, questo è un nome consolidato ma errato per i circuiti di protezione da scarica profonda.
Contrariamente alla credenza popolare, le batterie integrate (schede PCB o moduli PCM) non hanno lo scopo né di limitare la corrente di carica / scarica, né di spegnere il carico in modo tempestivo quando la carica è completamente scarica, o di eseguire correttamente determinare la fine della carica.
In primo luogo, le schede di protezione, in linea di principio, non sono in grado di limitare la corrente di carica o scarica. Questo dovrebbe essere fatto dalla memoria. Il massimo di cui sono capaci è ridurre la batteria in caso di cortocircuito nel carico o quando si surriscalda.
In secondo luogo, la maggior parte dei moduli di protezione disabilita la batteria agli ioni di litio a 2,5 volt o anche meno. E per la stragrande maggioranza delle batterie, questa è una scarica molto forte, questo non dovrebbe essere consentito.
Terzo, I cinesi stanno rivettando questi moduli a milioni... Credi davvero che usino componenti di precisione di qualità? O che qualcuno lì li collauda e li regola prima di installarli nelle batterie? Naturalmente, questo non è vero. Nella produzione di tavole cinesi si osserva rigorosamente un solo principio: più economico è, meglio è. Pertanto, se la protezione scollegherà la batteria dal caricabatterie esattamente a 4,2 ± 0,05 V, è più probabile che si tratti di un felice incidente piuttosto che di uno schema.
Va bene se hai un modulo PCB che si accenderà un po 'prima (ad esempio, a 4,1 V). Quindi la batteria semplicemente non raggiungerà la dozzina percento della capacità e basta. È molto peggio se la batteria viene costantemente ricaricata, ad esempio fino a 4,3 V. Quindi la vita utile si riduce e la capacità diminuisce e, in generale, può gonfiarsi.
È IMPOSSIBILE utilizzare le schede di protezione integrate nelle batterie agli ioni di litio come limitatori di scarica! E anche come limitatori di carica. Queste schede sono destinate esclusivamente allo spegnimento di emergenza della batteria in caso di situazioni anomale.
Pertanto, sono necessari circuiti separati di limitazione della carica e/o di protezione da scarica eccessiva.
Abbiamo preso in considerazione semplici caricabatterie su componenti discreti e circuiti integrati specializzati in. E oggi parleremo delle soluzioni oggi esistenti per proteggere la batteria al litio da un'eccessiva scarica.
Per cominciare, propongo un circuito di protezione agli ioni di litio semplice e affidabile da sovrascarica, composto da soli 6 elementi. 
I valori indicati nel diagramma porteranno alla disconnessione delle batterie dal carico quando la tensione scende a ~ 10 Volt (ho realizzato una protezione per 3 batterie 18650 collegate in serie, che sono nel mio metal detector). È possibile impostare la propria soglia di intervento selezionando R3.
A proposito, la tensione di una scarica completa Batteria agli ioni di litioè 3,0 V e non meno.
Un lavoratore sul campo (come nel diagramma o simili) può essere tirato fuori dal vecchio scheda madre da un computer, di solito ce ne sono diversi contemporaneamente. TL-ku, a proposito, può anche essere preso da lì.
Il condensatore C1 è necessario per avviare inizialmente il circuito quando l'interruttore è acceso (tira brevemente il gate T1 su meno, che apre il transistor ed eccita il partitore di tensione R3, R2). Inoltre, dopo aver caricato C1, la tensione necessaria per sbloccare il transistor viene mantenuta dal microcircuito TL431.
Attenzione! Il transistor IRF4905 indicato nello schema proteggerà perfettamente tre batterie agli ioni di litio collegate in serie, ma non è assolutamente adatto a proteggere un banco da 3,7 volt. Su come determinare se un transistor ad effetto di campo è adatto o meno, si dice.
Lo svantaggio di questo circuito: in caso di cortocircuito nel carico (o eccessivo consumo di corrente), il transistor ad effetto di campo non si chiuderà immediatamente. Il tempo di reazione dipenderà dalla capacità del condensatore C1. Ed è del tutto possibile che durante questo periodo qualcosa avrà il tempo di esaurirsi correttamente. Di seguito viene presentato un circuito che risponde istantaneamente a uno short stack nel carico: 
L'interruttore SA1 è necessario per "riavviare" il circuito dopo l'intervento della protezione. Se il design del tuo dispositivo prevede la rimozione della batteria per caricarlo (in un caricabatterie separato), questo interruttore non è necessario.
La resistenza del resistore R1 dovrebbe essere tale che lo stabilizzatore TL431 entri in modalità operativa alla tensione minima della batteria - è selezionato in modo tale che la corrente anodo-catodo non sia inferiore a 0,4 mA. Ciò dà origine a un altro inconveniente di questo circuito: dopo l'attivazione della protezione, il circuito continua a consumare energia dalla batteria. La corrente, sebbene piccola, è abbastanza per scaricare completamente una piccola batteria in un paio di mesi.
Lo schema seguente per il controllo autoprodotto della scarica delle batterie al litio è privo di questo inconveniente. Quando scatta la protezione, la corrente consumata dal dispositivo è così piccola che il mio tester non la rileva nemmeno. 
Di seguito è riportata una versione più moderna del limitatore di scarica della batteria al litio che utilizza lo stabilizzatore TL431. Ciò, in primo luogo, consente di impostare facilmente e semplicemente la soglia di risposta desiderata e, in secondo luogo, il circuito ha un'elevata stabilità della temperatura e un chiaro spegnimento. Clap e tutto! 
Ottenere TL-ku oggi non è affatto un problema, vengono venduti per 5 copechi per mazzo. Non è necessario installare il resistore R1 (in alcuni casi è addirittura dannoso). Il trimmer R6, che imposta la tensione di risposta, può essere sostituito da una catena di resistenze fisse, con resistenze selezionate.
Per uscire dalla modalità di blocco, è necessario caricare la batteria al di sopra della soglia di protezione, quindi premere il pulsante "Reset" S1.
L'inconveniente di tutti gli schemi di cui sopra risiede nel fatto che per riprendere il funzionamento degli schemi dopo essere entrati in protezione è necessario l'intervento dell'operatore (accendere o spegnere SA1 o premere un pulsante). Questo è il compromesso tra semplicità e basso consumo energetico in modalità di blocco.
Di seguito è mostrato il circuito più semplice per proteggere gli ioni di litio dalla scarica eccessiva, privo di tutti i difetti (beh, quasi tutti): 
Il principio di funzionamento di questo circuito è molto simile ai primi due (all'inizio dell'articolo), ma non c'è il microcircuito TL431, e quindi la corrente di autoconsumo può essere ridotta a valori molto piccoli - circa dieci microampere . Non è inoltre necessario un interruttore o un pulsante di ripristino, il circuito collegherà automaticamente la batteria al carico non appena la tensione su di essa supera il valore di soglia specificato.
Il condensatore C1 sopprime il falso trigger quando si opera su un carico a impulsi. Tutti i diodi a bassa potenza sono adatti, sono le loro caratteristiche e il numero che determinano la tensione di funzionamento del circuito (dovrai prenderlo localmente).
Il transistor ad effetto di campo può essere utilizzato con qualsiasi canale n adatto. La cosa principale è che può sopportare la corrente di carico senza sforzarsi ed essere in grado di aprirsi a una bassa tensione gate-source. Ad esempio, P60N03LDG, IRLML6401 o simili (vedi).
Il circuito di cui sopra va bene per tutti, ma c'è un momento spiacevole: la chiusura regolare del transistor ad effetto di campo. Ciò è dovuto alla planarità del tratto iniziale della caratteristica corrente-tensione dei diodi.
Questa mancanza può essere eliminata con l'aiuto del moderno elemento base, vale a dire, con l'aiuto di rilevatori di tensione micropower (power monitor con estremamente basso consumo energetico). Un altro schema per proteggere il litio dalla scarica profonda è presentato di seguito: 
L'MCP100 è disponibile in entrambi i pacchetti DIP e planare. Per le nostre esigenze, è adatta un'opzione da 3 volt: MCP100T-300i / TT. Il consumo di corrente tipico in modalità di blocco è di 45 μA. Il costo del piccolo commercio all'ingrosso è di circa 16 rubli / pezzo.
È ancora meglio usare il monitor BD4730 invece dell'MCP100, perché. ha un'uscita diretta e, quindi, sarà necessario escludere il transistor Q1 dal circuito (collegare l'uscita del microcircuito direttamente al gate Q2 e al resistore R2, aumentando R2 a 47 kOhm).
Il circuito utilizza un MOSFET IRF7210 a canale p da microohm, che commuta senza problemi correnti di 10-12 A. L'interruttore di campo si apre completamente già a una tensione di gate di circa 1,5 V, nello stato aperto ha una resistenza trascurabile (meno di 0,01 Ohm )! In breve, un transistor molto interessante. E, soprattutto, non troppo costoso.
Secondo me, l'ultimo schema è il più vicino all'ideale. Se avessi accesso illimitato ai componenti radio, sceglierei lei.
Un leggero cambiamento nel circuito consente l'uso di un transistor a canale N (quindi è incluso nel circuito di carico negativo): 
I monitor di potenza BD47xx (supervisori, rilevatori) sono un'intera linea di microcircuiti con una tensione di risposta da 1,9 a 4,6 V in passi di 100 mV, quindi puoi sempre scegliere per i tuoi scopi.
Ciascuno dei circuiti di cui sopra può essere collegato a una batteria di più batterie (dopo alcune modifiche, ovviamente). Tuttavia, se i banchi hanno capacità diverse, la batteria più debole si scaricherà costantemente molto prima che il circuito funzioni. Pertanto, in tali casi, si consiglia sempre di utilizzare batterie non solo della stessa capacità, ma preferibilmente dello stesso lotto.
E sebbene nel mio metal detector tale protezione funzioni perfettamente da due anni, sarebbe comunque molto più corretto monitorare la tensione su ciascuna batteria singolarmente.
Utilizzare sempre il controller di scarica della batteria agli ioni di litio personale per ogni lattina. Quindi tutte le tue batterie funzioneranno per sempre felici e contenti.
Tutti i circuiti di cui sopra per proteggere le batterie agli ioni di litio da scariche profonde utilizzano MOSFET che funzionano in modalità chiave. Gli stessi transistor sono comunemente usati nella protezione da sovraccarico, protezione da cortocircuito e altre applicazioni in cui è richiesto il controllo del carico.
Naturalmente, affinché il circuito funzioni correttamente, il FET deve soddisfare determinati requisiti. Innanzitutto, determineremo questi requisiti, quindi prenderemo un paio di transistor e in base ai loro fogli dati (secondo specifiche tecniche) determineremo se sono adatti a noi o meno.
Attenzione! Non prenderemo in considerazione le caratteristiche dinamiche dei FET, come la velocità di commutazione, la capacità di gate e la massima corrente di impulso di drain. Questi parametri diventano critici quando il transistor funziona ad alte frequenze (inverter, generatori, modulatori PWM, ecc.), ma la discussione di questo argomento esula dallo scopo di questo articolo.
Quindi, dobbiamo decidere immediatamente il circuito che vogliamo assemblare. Da qui il primo requisito per un transistor ad effetto di campo: deve essere del tipo giusto(canale N o P). Questo è il primo.
Supponiamo che la corrente massima (corrente di carico o corrente di carica - non importa) non superi i 3A. È qui che entra in gioco la seconda esigenza. il lavoratore sul campo deve resistere a lungo a tale corrente.
Terzo. Diciamo che il nostro circuito proteggerà la batteria 18650 dallo scaricamento completo (si può). Pertanto, possiamo immediatamente determinare le tensioni di funzionamento: da 3,0 a 4,3 Volt. Significa, tensione drain-source massima consentita U ds deve essere superiore a 4,3 volt.
Tuttavia, l'ultima affermazione è vera solo se viene utilizzata una sola batteria al litio (o più batterie collegate in parallelo). Se per alimentare il carico viene utilizzata una batteria di più batterie collegate in serie, allora la massima tensione drain-source del transistor deve superare la tensione totale dell'intera batteria.
Ecco un'immagine che spiega questo punto: 
Come si vede dallo schema, per una batteria di 3 batterie 18650 collegate in serie, nei circuiti di protezione di ogni banco, è necessario utilizzare dispositivi di campo con tensione drain-source U ds > 12,6V (in pratica si è necessario prenderlo con un certo margine, ad esempio il 10%).
Allo stesso tempo, ciò significa che il transistor ad effetto di campo deve essere in grado di aprirsi completamente (o almeno abbastanza fortemente) già a una tensione gate-source U gs inferiore a 3 volt. In effetti, è meglio puntare su una tensione inferiore, ad esempio 2,5 Volt, quindi con un margine.
Per una stima approssimativa (iniziale), è possibile cercare nel foglio dati l'indicatore "Tensione di interruzione" ( Tensione di soglia del gate) è la tensione alla quale il transistor si trova sulla soglia di apertura. Questa tensione viene generalmente misurata quando la corrente di drain raggiunge i 250 µA.
È chiaro che è impossibile far funzionare il transistor in questa modalità, perché. la sua impedenza di uscita è ancora troppo alta e si brucerà semplicemente a causa dell'eccesso di potenza. Ecco perché la tensione di interruzione del transistor deve essere inferiore alla tensione operativa del circuito di protezione. E più piccolo è, meglio è.
In pratica, per proteggere una lattina di una batteria agli ioni di litio, dovrebbe essere selezionato un transistor ad effetto di campo con una tensione di interruzione non superiore a 1,5 - 2 Volt.
Pertanto, i requisiti principali per i transistor ad effetto di campo sono i seguenti:
Ora facciamo esempi concreti. Ad esempio, abbiamo a nostra disposizione i transistor IRF4905, IRL2505 e IRLMS2002. Diamo un'occhiata più da vicino a loro.
Apriamo il foglio dati e vediamo che si tratta di un transistor a canale p. Se ci va bene, guardiamo oltre.
La massima corrente di drain è 74A. Eccessivo, ovviamente, ma ci sta.
Tensione drain-source - 55V. A seconda delle condizioni del problema, abbiamo solo una lattina di litio, quindi la tensione è persino maggiore del necessario.
Successivamente, siamo interessati alla domanda su quale sarà la resistenza drain-source, con una tensione di apertura al gate di 2,5V. Guardiamo nella scheda tecnica e quindi non vediamo immediatamente queste informazioni. Ma vediamo che la tensione di interruzione U gs (th) è compresa tra 2 e 4 Volt. Non siamo assolutamente soddisfatti di questo.
L'ultimo requisito non è soddisfatto, quindi rifiutiamo il transistor.
Ecco la sua scheda tecnica. Guardiamo e vediamo immediatamente che si tratta di un lavoratore sul campo a canale N molto potente. Corrente di drain - 104 A, tensione drain-source - 55 V. Finché tutto va bene.
Controlliamo la tensione V gs (th) - un massimo di 2,0 V. Fantastico!
Ma vediamo quale resistenza avrà il transistor alla tensione gate-source = 2,5 volt. Diamo un'occhiata al grafico: 
Si scopre che con una tensione di gate di 2,5 V e una corrente attraverso il transistor di 3 A, una tensione di 3 V cadrà su di esso. In conformità con la legge di Ohm, la sua resistenza in questo momento sarà 3V / 3A \u003d 1 Ohm.
Pertanto, con una tensione sul banco batterie di circa 3 Volt, semplicemente non può erogare 3A al carico, poiché per questo la resistenza di carico totale, insieme alla resistenza drain-source del transistor, deve essere di 1 Ohm. E abbiamo solo un transistor che ha già una resistenza di 1 ohm.
Inoltre, con tale resistenza interna e una data corrente, sul transistor verrà rilasciata una potenza (3 A) 2 * 3 Ohm = 9 W. Pertanto, sarà necessario installare un radiatore (il case TO-220 senza radiatore sarà in grado di dissipare da qualche parte circa 0,5 ... 1 W).
Un ulteriore campanello d'allarme dovrebbe essere il fatto che la tensione di gate minima per la quale il produttore ha indicato la resistenza di uscita del transistor è 4V.
Questo, per così dire, allude al fatto che non era previsto il funzionamento del lavoratore sul campo a una tensione U gs inferiore a 4V.
Considerato tutto quanto sopra, rifiutiamo il transistor.
Quindi, prendiamo il nostro terzo candidato fuori dagli schemi. E subito guardiamo alle sue caratteristiche prestazionali.
Canale di tipo N, diciamo che va bene.
La corrente di scarico massima è di 6,5 A. Adatto.
La tensione drain-source massima consentita è V dss = 20V. Grande.
Tensione di interruzione - max. 1,2 Volt. Ancora bene.
Per scoprire la resistenza di uscita di questo transistor, non dobbiamo nemmeno guardare i grafici (come abbiamo fatto nel caso precedente): la resistenza richiesta viene immediatamente mostrata nella tabella solo per la nostra tensione di gate.
Nell'articolo parleremo del controller di carica agli ioni di litio sull'MCP73833.
Immagine 1.
Fino a questo punto, ho utilizzato i controller LT4054 e, a dire il vero, ne sono rimasto soddisfatto:
Ha permesso di caricare batterie Li-Pol compatte con una capacità fino a 3000 mAh.
Era ultracompatto: sot23-5
Ha un indicatore di carica della batteria
Ha un sacco di protezioni, che lo rendono un chip quasi indistruttibile
Figura 2.
Un ulteriore vantaggio è che prima di iniziare a fare qualsiasi cosa con esso, ne ho acquistati 50 a un prezzo molto modesto.
Ho identificato le carenze nel mio lavoro e, francamente, mi hanno messo in uno stato di torpore parziale:
La corrente massima dichiarata è 1A, pensai. Ma già a 300 mA durante la ricarica, il chip si riscalda fino a 110*C anche in presenza di ampi poligoni del dissipatore di calore e di un dissipatore fissato alla superficie in plastica del chip.
Quando la protezione termica è attivata, apparentemente viene attivato un comparatore, che scarica rapidamente la corrente. Di conseguenza, il microcircuito si trasforma in un generatore che uccide la batteria. Quindi ho spento 2 batterie finché non ho capito cosa c'era che non andava nell'oscilloscopio.
Alla luce di quanto sopra, ho riscontrato un problema con il tempo di ricarica del dispositivo di circa 10 ore. Certo, questo non andava molto bene a me e ai consumatori della mia elettronica, ma cosa fare: tutti volevano aumentare la durata con gli stessi parametri del dispositivo, ea volte consumano molto da me.
A questo proposito, ho iniziato a cercare un controller con parametri e capacità di dissipazione del calore molto migliori, e la mia scelta si è fermata per il momento sull'MCP73833, principalmente a causa del fatto che il mio amico aveva questi controller in stock, e Ho fischiato un paio di pezzi velocemente (più veloce di lui) ho saldato il prototipo ed effettuato i test che mi servivano.
Consentitemi di non impegnarmi in una traduzione completa e approfondita della scheda tecnica (anche se questo è utile), ma di parlare rapidamente e semplicemente di ciò che ho guardato prima di tutto in questo controllore e se mi è piaciuto o no.
1. Schema generale le inclusioni sono ciò che attira l'attenzione fin dall'inizio. È facile notare che, ad eccezione dell'indicazione (che può essere fatta o meno), l'imbracatura è composta da sole 4 parti. Includono due condensatori di filtro, un resistore per programmare la corrente di carica della batteria e un termistore da 10k per controllare il surriscaldamento della batteria agli ioni di litio. Questo schema mostrato nella Figura 3. È decisamente fantastico.
Figura 3 Schema elettrico MCP73833
2. Sta molto meglio con il calore. Questo può essere visto anche dallo schema di collegamento, poiché sono visibili gambe identiche che possono essere utilizzate per la dissipazione del calore. Inoltre, osservando il fatto che il chip è disponibile nei pacchetti msop-10 e DFN-10, che hanno una superficie maggiore rispetto a sot23-5. Inoltre, il case DFN-10 ha uno speciale sito di test, che può e deve essere utilizzato come dissipazione del calore su un'ampia superficie. Se non mi credi, guarda tu stesso la Figura 4. Mostra i perni delle gambe della custodia DFN-10 e il percorso consigliato dal produttore scheda a circuito stampato, con smaltimento del calore mediante discarica.
Figura 4
3. La presenza di un termistore per 10k. Certo, nella maggior parte dei casi non lo userò, poiché sono sicuro che non surriscalderò la batteria, ma: ci sono compiti in cui intendo una carica completa della batteria in soli 30 minuti dall'alimentazione. In tali casi, è possibile l'opzione di surriscaldare la batteria stessa.
4. Un sistema abbastanza complesso per indicare la carica della batteria. Come ho capito e provato: lì 1 LED è responsabile dell'alimentazione dal lato dell'alimentatore di ricarica. In teoria la cosa non è così necessaria, ma: ho avuto casi in cui ho rotto il connettore e il controller semplicemente non riceveva 5V in ingresso. In questi casi, è stato subito chiaro cosa non andava. Una funzionalità molto utile per gli sviluppatori. Per i consumatori, è facilmente sostituibile da un semplice LED sulla linea di ingresso 5V, installato con un resistore limitatore di corrente.
5. Gli altri due LED sono interrotti durante la ricarica. Ciò consente di scaricare l'MK (se non è necessario, ad esempio, mostrare la carica della batteria sul display) in termini di elaborazione della carica sulla batteria durante la ricarica (l'indicazione è carica o meno).
6. Programmazione della corrente di carica su un'ampia gamma. Personalmente, ho provato a estrarre la corrente di carica di 1 A sulla scheda mostrata nella Figura 1 e, al segno di 890 mA, la scheda è entrata in protezione termica in una modalità operativa stabile. Come dicono le persone in giro, con grandi poligoni, sono stati perfettamente estratti da questo controller e 2A, ma descrizione tecnica la corrente di carica massima è di 3A, ma ho una serie di dubbi legati al carico termico sul microcircuito.
7. Se credi alla scheda tecnica, allora questo microcircuito ha: Modalità regolatore lineare a bassa caduta di tensione - modalità a bassa tensione di ingresso. In queste modalità, con l'ausilio di un convertitore DC-DC, è possibile ridurre con attenzione la tensione all'ingresso del microcircuito nel momento in cui la carica inizia a ridurne la generazione di calore. Personalmente, ho provato a ridurre la tensione e il calore è diminuito logicamente, ma almeno 0,3-0,4 V dovrebbero cadere su questo microcircuito in modo che possa caricare comodamente la batteria con esso. Dal punto di vista puramente tecnico, realizzerò un piccolo modulo che lo fa automaticamente, ma non ho i soldi e il tempo per questo, quindi chiedo volentieri a tutti coloro che sono interessati alla posta. Se ottieni qualche persona in più, rilasceremo una cosa del genere sul nostro sito web.
8. Non mi è piaciuto che la custodia sia piuttosto piccola. È difficile saldarlo senza un asciugacapelli (DFN-10) e non funzionerà qualitativamente, qualunque cosa si possa dire. Il msop-10 è migliore, ma i principianti impiegano molto tempo per imparare a saldarlo.
9. Non mi è piaciuto che questo controller non abbia un BMS integrato (che protegge la batteria da carica / scarica rapida e una serie di altri problemi). Ma i controller più costosi della stessa TI hanno cose del genere.
10. Mi è piaciuto il prezzo. Questi controller non sono costosi.
E poi implementerò questo chip nelle mie varie idee di dispositivi. Ad esempio, è già in produzione in fabbrica versione di prova scheda di sviluppo basata su batterie STM32F103RCT6 e 18650. Ho già una scheda di debug su questo controller, che si è dimostrata molto valida e voglio integrarla con una versione indossabile in modo da poter portare con me il mio progetto di lavoro e non pensare all'alimentazione e cercare una presa dove poter inserire l'alimentazione.
Lo userò anche in tutte le soluzioni dove sono richieste correnti di carica superiori a 300mA.
Spero che tu possa usare questo utile e un semplice chip nei loro dispositivi.
Se sei interessato all'alimentazione a batteria, ecco il mio video personale sull'alimentazione a batteria dei dispositivi.
