Аккумулятор источник питания схема

zeroelectronics.ru

Электроника для начинающих и профессионалов

Четыре схемы резервного питания

Довольно часто возникает необходимость обеспечить резервное питания вашего устройства, в данной статье рассматривается 4 способа как обеспечить это.

Самый простой

Самый простой способ перейти на резервное питание-2 диода

Коммутация резервной нагрузки двумя диодами

Будет открыт только один из диодов, от того источника питания, напряжение на котором больше. Преимущества схемы-простота и дешевизна. Недостатки схемы очевидны, зависимость напряжения на нагрузке от тока, типа диода(шотки или обычный), температуры. Напряжение всегда будет ниже чем у источника на величину падения напряжения на диоде.

Немного сложней

Коммутация резервной нагрузки на полевике

Это схема немного сложнее, работает она следующим образом: когда напряжение VCC присутствует, и оно больше чем напряжение резервного источника(в данном случае это батарея BT2), то мосфет закрыт, потому что напряжение на затворе(Gate) выше чем на Истоке(Source), пропуск напряжения к нагрузке и Истоку обеспечивает открывшийся диод D3. Когда VCC пропадет, напряжение на Затворе пропадет вслед за ним, зато откроется диод внутри мосфета, обеспечив напряжение на Истоке, ну а поскольку на истоке теперь есть напряжение, а на Затворе нет, то транзистор полностью откроется, обеспечив коммутацию батареи без потери напряжения. Данный способ отлично подходит для коммутации питания для модуля GSM, внешнее напряжение выбираем 4,5в, тогда к модулю через диод D3 придет 4,2-4,3в а от батареи напряжение будет идти без потерь.

Дорогой но без потерь

Без потерь напряжения можно коммутировать источники с помощью специальных микрочхем, в частности LTC4412 скачать даташит Однако, эта микросхема бывает дефицитной и дорогой.

Оптимальный без потерь

Ну вот и подошли к оптимальному способу, причем без потерь. Для начала рассмотрим блок схему LTC4412

Сразу понятно, что в ней нет ничего сложного, так почему бы не повторить её на дискретных элементах? Блок PowerSorceSelector-это матрица из двух диодов, обеспечивает питание остальной схемы, A1-это компаратор, AnalogController-непонятно что, однако можно предположить, что ничего особо важного он не делает, позже станет понятно почему.

Попробуем изобразить это.

Схема с компаратором

DA3-это компаратор. Он сравнивает напряжения на двух источниках. Питается через диод D4 или D5. Когда напряжение на VCC больше чем на батарее, на выходе компаратора устанавливается высокий уровень, это закрывает VT2, и открывает VT3, потому что он подключен на выход через инвертор. Таким образом, VCC проходит на нагрузку без потерь. В случае, когда VCC будет меньше батареи, низкий уровень на выходе компаратора закроет VT3 и откроет VT2.

Надо сказать пару слов о выборе деталей. DA3, DD1 должны иметь потребление, которое допустимо в данной системе, выбор очень широк, от единиц миллиампер, до сотен наноампер (например MCP6541UT-E/OT и 74LVC1G02). Диоды обязательно шотки, если падение на диоде будет выше порога открытия транзистора(а у IRLML6402TR он может быть -0,4в), то он не сможет полностью закрыться.

Источник

Блок питания с литиевым аккумулятором для портативных устройств

Питание портативных электронных устройств от батареек — обычное явление. В таких устройствах уже давно применяются литий-ионные или литий-полимерные перезаряжаемые элементы. Они обязаны своей популярностью очень высокой плотности накопленной энергии (

300 Втч / л) и небольшому весу, что является результатом очень благоприятного соотношения веса и энергоэффективности (200 Втч / кг в зависимости от формы). Благодаря этим параметрам получаем небольшой объем, и как следствие легкий и простой в использовании источник питания с высоким КПД. Литий-полимерные батареи также не обладают эффектом памяти, который так усложнял жизнь при использовании никель-кадмиевых или никель-металлгидридных аккумуляторов.

Недостатком этих элементов является довольно сложный процесс зарядки, за которым необходимо тщательно следить, чтобы сохранить долговечность и параметры элемента в течение более длительного периода времени. Зарядка многоэлементных батарей также затруднена, для чего необходимо сбалансировать процесс зарядки отдельных составляющих ячеек.

По этим причинам решения с использованием только одного литий-полимерного элемента очень популярны (например в мобильных телефонах). Некоторые производители полупроводников, включая ADI, ST, TI, MAXIM, LT, производят специальные интегральные схемы для зарядки литий-полимерных аккумуляторов для таких решений.

Но использовать литий-полимерные батареи просто так не получится. Требуется интеграция в схему питания всех элементов зарядки и проверки состояния батареи, а также преобразования постоянного напряжения до нужного уровня.

Выбранные элементы были под номинальное напряжение 3,7 В, полностью заряженное напряжение 4,2 В, емкость 2200 мАч и максимальный ток нагрузки 2 С.

Расчетные были следующими:

1. Схема должна безопасно поддерживать полный цикл зарядки одного литий-полимерного элемента в последовательности CC / CV.
2. Источником питания в процессе зарядки будет порт USB (5 В / 500 мА) или блок питания мобильного телефона (5,7 В / 800 мА).
3. Встроенное зарядное устройство должно гарантировать что источник питания подключен и идет процесс зарядки. Он также должен позволять безопасно оставлять схему подключенной в течение любого времени после окончания зарядки.
4. Система зарядки должна по желанию позволять выбирать такие параметры, как максимальный ток зарядки и максимальное время; предварительно выбранные параметры: 500 мА и 4 ч.
5. Аккумулятор должен быть защищен от чрезмерного тока разряда (> 2 A).
6. Влияние зарядного устройства на саморазряд элемента должно быть незначительным.
7. Схема должна позволять отключать нагрузку с помощью логического (цифрового) сигнала.
8. Преобразователь (регулятор) напряжения должен обеспечивать выходное напряжение 5,0 В ± 5% при максимальном токе нагрузки 1000 мА.
9. Должна быть предусмотрена возможность измерения напряжения батареи и выходного напряжения с помощью внешней системы контроля.

Схема принципиальная БП на ADP2291

После анализа потребностей и доступности элементов для проекта, выбор пал на интегральные микросхемы от Analog Devices Inc: ADP2291 зарядное устройство и ADP1610 импульсный преобразователь. Они относительно дешевы и доступны в продаже. Схема разработанного решения представлена на рисунке ниже.

Выходной каскад включает в себя удвоитель, который позволяет получить дополнительное напряжение 9 В / 50 мА. Решение было протестировано и результаты подтвердили, что все проектные предположения выполнены.

Печатная плата разработанная для использования двухстороннего монтажа SMD, имеет размеры 52×28 мм.

Благодаря работе на частоте 700 кГц, система отличается компактной конструкцией — индуктивные элементы и фильтрующие конденсаторы имеют небольшие размеры, несмотря на большой допустимый выходной ток. Достигнутый КПД был выше 80% (в зависимости от величины тока нагрузки).

Разъединитель преобразователя напряжения на основе MOSFET-транзисторов настолько эффективно отделяет выходную цепь от аккумулятора, что даже после года хранения устройства от зарядки аккумулятора его напряжение упало всего примерно на 0,4 В (3,8 В), и схема сразу была готова к работе после включения.

Была успешно использована схема этого зарядного устройства с блоком питания 5 В / 1 А в нескольких различных проектах. А в одном из проектов возникла необходимость в питании цифровых схем на 3,3 В от аккумуляторов.

Самым простым и очевидным решением в такой ситуации было бы использование дополнительного стабилизатора, который снизил бы напряжение с 5 В до 3,3 В. Проблема в том, что такое решение снижает эффективность источника питания почти на 35%, что в случае питания от батареи является очевидным расточительством ёмкости.

Можно предположить, что изменяя значения элементов в цепи обратной связи управления напряжением, получим желаемое выходное напряжение 3,3 В. Но тут есть недостаток: преобразователь ADP1610 обычно работает в конфигурации «повышающий преобразователь», поэтому его выходное напряжение должно быть равно или превышать напряжение питания. Заряженная литий-полимерная батарея имеет напряжение 4,2–3,7 В и требует понижающего преобразователя для формирования 3,3 В.

Решением проблемы было использование конфигурации SEPIC (несимметричный первичный преобразователь индуктивности). Схема представлена на рисунке ниже.

Источник питания 3,3 В с литий-полимерным аккумулятором

В преобразователе этого типа вход и выход разделены для постоянного тока конденсатором C9. На этом этапе нужно использовать керамический конденсатор с очень низким значением ESR (паразитная индуктивность и последовательное сопротивление). Конденсатор должен иметь емкость 10 мкФ и быть неполярным — танталовые и электролитические алюминиевые конденсаторы не подходят для использования в этом месте. Этот блок питания представляется в двух конфигурациях.

Блок питания 5 В с литий-полимерным аккумулятором

Первый — это немного упрощенная версия с батареей 3,7 В / 1000 мАч. Ток зарядки в схеме был ограничен до 250 мА, схема включалась и выключалась с помощью микровыключателей (ВКЛ и ВЫКЛ) и сигнализации состояния переключения (светодиод «Power»). Схема также позволяет измерять напряжение аккумулятора.

Второе решение также обеспечивает возможность контроля напряжения батареи микроконтроллером семейства Atmel 89Cx051 и логического отключения схемы.

Схема питания с литий-полимерным аккумулятором

Подбор элементов в измерительных делителях обеспечивает возможность определения полного разряда аккумулятора путем сравнения напряжений на входах аналогового компаратора (AIN0 и AIN1) и отключения питания установкой низкого состояния на выходе P3.7.

Преобразователь формирует стабильное постоянное напряжение 5,0 В при потреблении тока в диапазоне 30-600 мА. В таком виде и использовалась схема: зарядное устройство — блок питания — нагрузка, надёжно отработав уже несколько лет.

Maestro — 15.01.2021 — Прочитали: 3640

БЕСКОЛЛЕКТОРНЫЕ ДВИГАТЕЛИ BLDC Бесколлекторный двигатель постоянного тока — занимательная теория работы мотор-колеса. Сборник из 10 конструкций и схем приставок к цифровым мультиметрам, расширяющих функционал измерительных приборов. Теория работы импульсных источников питания и варианты схемотехники. Источник Принципиальная Схема Аккумулятора Дроссель имеет индуктивность около микрогенри, намотан на кольце из порошкового железа, такие кольца можно найти в компьютерных БП, размеры кольца внешний диаметр Поэтому надо быть осторожным в выборе верхнего предела. Все пластины сделаны из стальных ламелей и по внешнему виду одинаковые. В случае обслуживаемого аккумулятора в него можно подливать электролит смесь дистиллированной воды и серной кислоты для повышения его плотности или подзаряжать его при помощи зарядного устройства. Ускоренное протекание процессов ведет к бурному выделению газов, излишнему нагреву, способному деформировать конструкцию пластин, нарушить их механическое состояние. Ремонт ноутбучных аккумуляторов. Есть вопросы. На эмиттере Q2 всегда поддерживается напряжение 5,6 В. Благодаря маленьким габаритам составных деталей их встраивают непосредственно внутрь фонарика. Все, что вам остается сделать, это проконтролировать ток заряда, чтобы он не превысил допустимые значения для данного аккумулятора платы защиты не умеют ограничивать ток заряда, к сожалению. В настоящем материале рассказывается, как правильно сделать зарядное устройство для автоаккумулятора. Did you find apk for android? Далее для краткости употребляются след. ПИ или ИБП? Цоколёвка, внешний вид и назначение выводов микросхемы DWP. №47 простое зарядное устройство ЗУ-2М АКБ схема (часть 1) Оставить комментарий Зарядка от 2,7V до 4,2V заняла минуты и 52 секунды, а это более 9 часов! Как правильно зарядить литий-полимерный аккумулятор? Это неэффективно и может навредить аккумулятору. Наш совет: не пользуйтесь этим методом! Данный процесс предусматривает образование двуокиси свинца путем химической реакции воды и сульфата свинца. Один из вариантов подобной конструкции зарядного устройства с регулированием тока показан на рисунке ниже. Если осуществлять заряд АБ при высоком напряжении, то в результате можно получить огромное разложение воды, что снизит уровень электролита. Они стоят относительно дёшево. Мощность — от 50 Вт, ее указывают последние 2 цифры в обозначении типономинала, напр. Зарядка аккумулятора, схема и принципы работы данного устройства рассматриваются даже в школьном курсе физики. Затем медленно его увеличивая, заметьте по вольтметру напряжение, когда загорится светодиод. По мере набора емкости, зарядный ток будет снижаться. КАК УСТРОЕН АККУМУЛЯТОР АКБ Как устроена аккумуляторная батарея Недостаток схемы: напряжение питания должно быть в пределах В. После окончания зарядки контроллер продолжает мониторинг напряжения аккумулятора см. Если необходима схема зарядки аккумулятора литий-ионного, то тут необходимо устройство на 4 В и не больше. Для некоторых схем приводится разводка печатной платы, выполненная в программе Sprint Layout. На этом принципе создаются многочисленные зарядные устройства с резистивно-емкостными сопротивлениями для маломощных аккумуляторов. Такие же подключения во второй схеме позволяют регулировать амплитуду пульсаций, ограничивать ее на разных этапах зарядки. Это кратковременный всплеск напряжения с высокой амплитудой, притом напряжение самоиндукции в разы выше напряжения питания, этот всплеск напряжения выпрямляется и подается на аккумулятор. Поэтому, приобретая ТП или ТПП, сверяйтесь со спецификацией к нему; если ее нет, придется вызванивать обмотки. Стоит отметить, что температура воздуха влияет на режим работы устройства: ее увеличение влияет на некоторое увеличение мощности батареи. Одновременно повышается плотность электролита. Простые самоделки для автомобиля, советы автолюбителю и схемы сделанные своими руками Лучшим способом соблюдения режима эксплуатации автомобильного аккумулятора является постоянное наблюдение за его напряжением при всех нагрузках и в процессе зарядки. Did you find apk for android? Но они настолько распространены, что встречаются практически повсюду редко какой источник питания обходится без этой микросхемы. Заключение Вот мы и рассмотрели, что собой представляет зарядка аккумулятора. Если контроль температуры вам не нужен, просто посадите эту ногу на землю. Так, если вы пойдёте по первому пути, то начнёт испаряться электролит, что значительно повлияет на максимальную емкость и время работы аккумулятора. Простое зарядное для li-ion аккумулятора своими руками Устройство и принцип работы защитного контроллера Li-ion/polymer аккумулятора Сборка схемы устройства контроля аккумулятора. Настройка устройства контроля напряжения аккумулятора. ИП ЗУ состоит из понижающего трансформатора и выпрямителя. У данной схемы есть один существенный недостаток: отсутствие схемы защиты от переполюсовки батареи. Аккумулятор будет отключен от источника питания до тех пор, пока напряжение на элементе не снизится ниже 4 — 4,1V Overcharge Release Voltage — VOCR из-за саморазряда. В этом случае контроллер гарантированно выгорает из строя из-за превышения максимального тока. Зарядный ток в АКБ течет обратно рабочему. На них нанесен небольшой слой никеля. Принципы работы Принцип работы аккумулятора основан на реакции между двуокисью свинца положительной пластины, губчатым свинцом отрицательной пластины и раствором серной кислоты с водой. Определенная часть зарядных устройств и аккумуляторов для мобильников снабжаются автоматической защитой, отключающей питание по завершении процесса. Коммутационные помехи от такого ЗУ сильные, и нужно мотать нетиповой трансформатор. Внешняя часть батареи для заряда имеет небольшой слой никеля. Один из вариантов — это снижение длительности сигнала высокого уровня, тогда транзистор будет открыт на короткое время и всё станет на свои места. Подключите устройство контроля напряжения аккумулятора к электрической сети автомобиля так, чтобы при отключенном питании оно была выключено. Диод применять с небольшим обратным током. Комментариев нет И вообще, чем больше будет оставлено «земляной» фольги, тем лучше. И вручную отключить заряд, как только напряжение достигнет 4. Принцип работы устройства контроля напряжения аккумулятора. Типовая схема включения ТН для ЗУ дана на врезке в центре рис. Резюмирую вышесказанное, обозначим основные тезисы: 1. Как работает аккумулятор Химический рециркулируемый источник тока при эксплуатации может: 1. Для примера приведена схема с контролем окончания заряда при помощи компаратора LT Он может: 1. Восстановление (ремонт) аккумулятора. Брак при производстве! Источник Читайте также:  Metabo время зарядки аккумулятора Оцените статью Вам также может понравиться Ящик для аккумулятора с подогревом Термокейс для аккумулятора. Правдивый отзыв и можно Ящик для аккумулятора для эхолота Ящики для эхолотов Размеры: ДхШхВ Внешние: 340х225х265 мм. Ящик для аккумулятора акб Герметичные контейнеры для АКБ Герметичные контейнеры Ящик для автомобильного аккумулятора Боксы для аккумуляторов в лодку Вентилируемый полипропиленовый Ящик барьер под аккумулятор Ящик барьер под аккумулятор ЗАЩИТА АККУМУЛЯТОРА БАРЬЕР Ящик аккумулятора иж планета ЗАБУДЬТЕ ПРО АККУМУЛЯТОР Мотоциклы марки «Иж» и «Ява» Ячейки банки для аккумуляторов Секреты качественных ячеек аккумулятора Большинство Ячейка аккумулятора nissan leaf Батарея Nissan Leaf: емкость, размеры, установка, способы Правообладателям Политика конфиденциальности Контакты