Схема контроллер заряда аккумулятора xiaomi

Модули защиты и контроллеры заряд/разряд для Li-ion аккумуляторов

Для начала нужно определиться с терминологией.

Как таковых контроллеров разряда-заряда не существует. Это нонсенс. Нет никакого смысла управлять разрядом. Ток разряда зависит от нагрузки — сколько ей надо, столько она и возьмет. Единственное, что нужно делать при разряде — это следить за напряжением на аккумуляторе, чтобы не допустить его переразряда. Для этого применяют защиту от глубокого разряда.

При этом, отдельно контроллеры заряда не только существуют, но и совершенно необходимы для осуществления процесса зарядки li-ion аккумуляторов. Именно они задают нужный ток, определяют момент окончания заряда, следят за температурой и т.п. Контроллер заряда является неотъемлемой частью любого зарядного устройства для литиевого аккумулятора.

Другими словами, когда говорят о контроллере заряда/разряда, речь идет о встроенной почти во все литий-ионные аккумуляторы защите (PCB- или PCM-модулях). Вот она:

И вот тоже они:

Очевидно, что платы защиты представлены в различных форм-факторах и собраны с применением различных электронных компонентов. В этой статье мы как раз и рассмотрим варианты схем защиты Li-ion аккумуляторов (или, если хотите, контроллеров разряда/заряда).

Контроллеры заряда-разряда

Раз уж это название так хорошо укрепилось в обществе, мы тоже будем его использовать. Начнем, пожалуй, с наиболее распространенного варианта на микросхеме DW01 (Plus).

DW01-Plus

Такая защитная плата для аккумуляторов li-ion встречается в каждом втором аккумуляторе от мобильника. Чтобы до нее добраться, достаточно просто оторвать самоклейку с надписями, которой обклеен аккумулятор.

Сама микросхема DW01 — шестиногая, а два полевых транзистора конструктивно выполнены в одном корпусе в виде 8-ногой сборки.

Вывод 1 и 3 — это управление ключами защиты от разряда (FET1) и перезаряда (FET2) соответственно. Пороговые напряжения: 2.4 и 4.25 Вольта. Вывод 2 — датчик, измеряющий падение напряжения на полевых транзисторах, благодаря чему реализована защита от перегрузки по току. Переходное сопротивление транзисторов выступает в роли измерительного шунта, поэтому порог срабатывания имеет очень большой разброс от изделия к изделию.

Паразитные диоды, встроенные в полевики, позволяют осуществлять заряд аккумулятора, даже если сработала защита от глубокого разряда. И, наоборот, через них идет ток разряда, даже в случае закрытого при перезаряде транзистора FET2.

Вся схема выглядит примерно вот так:

Правая микросхема с маркировкой 8205А — это и есть полевые транзисторы, выполняющие в схеме роль ключей.

S-8241 Series

Фирма SEIKO разработала специализированные микросхемы для защиты литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов от переразряда/перезаряда. Для защиты одной банки применяются интегральные схемы серии S-8241.

Ключи защиты от переразряда и перезаряда срабатывают соответственно при 2.3В и 4.35В. Защита по току включается при падении напряжения на FET1-FET2 равном 200 мВ.

AAT8660 Series

Решение от Advanced Analog Technology — AAT8660 Series.

Пороговые напряжения составляют 2.5 и 4.32 Вольта. Потребление в заблокированном состоянии не превышает 100 нА. Микросхема выпускается в корпусе SOT26 (3х2 мм, 6 выводов).

FS326 Series

Очередная микросхема, используемая в платах защиты одной банки литий-ионного и полимерного аккумулятора — FS326.

В зависимости от буквенного индекса напряжение включения защиты от переразряда составляет от 2.3 до 2.5 Вольт. А верхнее пороговое напряжение, соответственно, — от 4.3 до 4.35В. Подробности смотрите в даташите.

LV51140T

Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T.

Пороговые напряжения: 2.5 и 4.25 Вольта. Вторая ножка микросхемы — вход детектора перегрузки по току (предельные значения: 0.2В при разряде и -0.7В при зарядке). Вывод 4 не задействован.

R5421N Series

Схемотехническое решение аналогично предыдущим. В рабочем режиме микросхема потребляет около 3 мкА, в режиме блокировки — порядка 0.3 мкА (буква С в обозначении) и 1 мкА (буква F в обозначении).

Серия R5421N содержит несколько модификаций, отличающихся величиной напряжения срабатывания при перезарядке. Подробности приведены в таблице:

Обозначение	Порог отключения по перезаряду, В	Гистерезис порога перезаряда, мВ	Порог отключения по переразряду, В	Порог включения перегрузки по току, мВ
R5421N111C	4.250±0.025	200	2.50±0.013	200±30
R5421N112C	4.350±0.025
R5421N151F	4.250±0.025
R5421N152F	4.350±0.025

SA57608

Очередной вариант контроллера заряда/разряда, только уже на микросхеме SA57608.

Напряжения, при которых микросхема отключает банку от внешних цепей, зависят от буквенного индекса. Подробности см. в таблице:

Обозначение	Порог отключения по перезаряду, В	Гистерезис порога перезаряда, мВ	Порог отключения по переразряду, В	Порог включения перегрузки по току, мВ
SA57608Y	4.350±0.050	180	2.30±0.070	150±30
SA57608B	4.280±0.025	180	2.30±0.058	75±30
SA57608C	4.295±0.025	150	2.30±0.058	200±30
SA57608D	4.350±0.050	180	2.30±0.070	200±30
SA57608E	4.275±0.025	200	2.30±0.058	100±30
SA57608G	4.280±0.025	200	2.30±0.058	100±30

SA57608 потребляет достаточно большой ток в спящем режиме — порядка 300 мкА, что отличает ее от вышеперечисленных аналогов в худшую сторону (там потребляемые токи порядка долей микроампера).

LC05111CMT

Ну и напоследок предлагаем интересное решение от одного из мировых лидеров по производству электронных компонентов On Semiconductor — контроллер заряда-разряда на микросхеме LC05111CMT.

Решение интересно тем, что ключевые MOSFET’ы встроены в саму микросхему, поэтому из навесных элементов остались только пару резисторов да один конденсатор.

Переходное сопротивление встроенных транзисторов составляет

11 миллиом (0.011 Ом). Максимальный ток заряда/разряда — 10А. Максимальное напряжение между выводами S1 и S2 — 24 Вольта (это важно при объединении аккумуляторов в батареи).

Микросхема выпускается в корпусе WDFN6 2.6×4.0, 0.65P, Dual Flag.

Схема, как и ожидалось, обеспечивает защиту от перезаряда/разряда, от превышения тока в нагрузке и от чрезмерного зарядного тока.

Контроллеры заряда и схемы защиты — в чем разница?

Важно понимать, что модуль защиты и контроллеры заряда — это не одно и то же. Да, их функции в некоторой степени пересекаются, но называть встроенный в аккумулятор модуль защиты контроллером заряда было бы ошибкой. Сейчас поясню в чем разница.

Важнейшая роль любого контроллера заряда заключается в реализации правильного профиля заряда (как правило, это CC/CV — постоянный ток/постоянное напряжение). То есть контроллер заряда должен уметь ограничивать ток зарядки на заданном уровне, тем самым контролируя количество «заливаемой» в батарею энергии в единицу времени. Избыток энергии выделяется в виде тепла, поэтому любой контроллер заряда в процессе работы достаточно сильно разогревается.

По этой причине контроллеры заряда никогда не встраивают в аккумулятор (в отличие от плат защиты). Контроллеры просто являются частью правильного зарядного устройства и не более.

Кроме того, ни одна плата защиты (или модуль защиты, называйте как хотите) не способен ограничивать ток заряда. Плата всего лишь контролирует напряжение на самой банке и в случае выхода его за заранее установленные пределы, размыкает выходные ключи, отключая тем самым банку от внешнего мира. Кстати, защита от КЗ тоже работает по такому же принципу — при коротком замыкании напряжение на банке резко просаживается и срабатывает схема защиты от глубокого разряда.

Путаница между схемами защиты литиевых аккумуляторов и контроллеров заряда возникла из-за схожести порога срабатывания (

4.2В). Только в случае с модулем защиты происходит полное отключение банки от внешних клемм, а в случае с контроллером заряда происходит переключение в режим стабилизации напряжения и постепенного снижения зарядного тока.

Источник

Схема контроллер заряда аккумулятора xiaomi

Список микросхем по питанию и зарядке устройств обнаруженные в процессе ремонта и с помощью коллег.

Сообщение отредактировал Vaskapro — 10.01.21, 01:14

SM5414 микросхема заряда аккумуляторов.
SM5414 где стоит:
Lenovo a6020a40

Lenovo k10a40
Meizu m3 note

NCP1851 контроллер заряда Техническое описание
NCP1851 где стоит:
Acer b1-710 — проверено лично.
Blackview BV5000.
DOOGEE Y300.
Lenovo IdeaTab А1000;
Lenovo IdeaTab A2107A-H;
Lenovo IdeaTab A3000 — проверено лично;
Prestigio MultiPad 4 PMP7280C 3G — проверено лично.
Prestigio MultiPad 4 PMP7480D 3G
TeXet NaviPad TM-7045 3G.

Сообщение отредактировал Vaskapro — 09.01.21, 09:49

PM8909 контроллер питания
PM8909 где стоит:
Alcatel 5051D; Alcatel 5054D;
Huawei Y6 Dual sim;
Lenovo X50F; Lenovo A2020A40 Vibe C;
Microsoft Lumia 550; Micromax Q415;
Xiaomi Redmi Note 3;
ZTE Blade L4;

Сообщение отредактировал Katashek — 30.04.18, 09:43

PM8916 контроллер питания Техническое описание
PM8916 где стоит:
Asus ZD551KL; ZB500KL; ZC550KL; ASUS ZenFone 2 Laser ZE500KL;
Acer A1-724;
Alcatel One Touch 6039Y Idol 3; Alcatel POP 2 5042D; Alcatel ONE TOUCH IDOL 3 6045Y;
Lenovo a6000; a6010; S60, S90; K920 mini Vibe Z2 mini; Vibe K5 a6020a40; Vibe Z2; Vibe P1A42; Vibe P1 P1C58; Lenovo A816;
LG G4s – H736; LG K9 LM-X210NMW;
Samsung A700, E500, G360, G530, i9192;
Samsung A300H Galaxy A3, A500H Galaxy A5, A700F Galaxy A7, Samsung SM-J510 Galaxy J5 2016; DS Gold SM-J510FN;
E500H/DS Galaxy E5, G360F Galaxy Core Prime LTE, G530H Galaxy Grand Prime;
Samsung G7200; Galaxy Tab 2 P3100/P3110/ P5100/ P5110;
WileyFox Swift серия 0VV;
Xiaomi RedMi 3; Xiaomi Mi4i;

Сообщение отредактировал Katashek — 05.12.19, 08:35

BQ24296M контроллер заряда Техническое описание
BQ24296m где стоит:
Cube Talk 9X;
PocketBook SURFpad 3;
LG G3 D855;
Lenovo S90 — проверено лично;
Lenovo P70 — проверено лично;
Lenovo A7010 A7010A48;
Lenovo Tab 2 A7-30(DC)(HC);
Lenovo Tab 2 A7-10F;
Lenovo IdeaTab A5500;
Lenovo TAB 3 730(F)(X);
Lenovo TAB 2 A8-50LC;
Lenovo TAB 3 Essential 710i;
Lenovo Tab 2 A10-70;
Meizu M1 Note;
Highscreen Power Five Evo;
Highscreen Pover Rage Evo;
HTC Desire 826 Dual Sim;
Huawei Y6 Pro (TIT-U02) ставили вместо BQ24296;
Philips V387;
TP-LINK Neffos X1 Lite (TP904A);
Xiaomi redmi note 3 ;
ZTE Blade A510 ставили вместо BQ24298;

Сообщение отредактировал Vaskapro — 10.01.21, 00:00

Источник

Что делает контроллер батареи в телефоне на самом деле?

Здесь мы вкратце рассмотрим принцип работы контроллера батареи и узнаем его назначение .

🤦‍♂️ PS: Все пункты ниже относятся именно к плате на аккумуляторе, а не к системному контроллеру заряда в ОС телефона!

При зарядке с 0% именно плата контроля питания на самом смартфоне/планшете или другом электронном устройстве включает режим предварительной зарядки до примерно 10%. Затем увеличивает скорость заполнения ёмкости аккумулятора и постоянным током заряжает до 70-85%. Далее снижает напряжение для завершающего этапа в режиме дозарядки — процесс замедляется для меньшей нагрузки на элемент питания.

Бывает, что контроллер на аккумуляторе неправильно считывает пограничные значения процента заряда и требует « калибровки ».

Что такое контроллер батареи?

Контроллер заряда аккумулятора — простыми словами, это печатная плата внутри элемента питания (иногда крепится прямо на его корпусе). Правильное её название « BMS-плата » ( Battery Management System ), то есть плата системы управления аккумулятором.

⚠ Прежде всего, контроллер нужен для сохранения дорогостоящего аккумулятора от критических отклонений напряжения от номинальных 3,7 Вольт путём отключения.

На BMS-плате распаяны электронные компоненты для защиты устройства от неисправностей по электроцепи питания. Без неё работать литий-ионные аккумуляторы теоретически могут , но это приведёт к их скорейшему выходу из строя с высокой вероятностью взрыва .

Из чего состоит контроллер батареи?

Электросхема очень простая и не требует глубоких познаний в схемотехнике. Хотя производители дорогостоящих смартфонов и пытаются усовершенствовать её, но принцип конструкции остаётся одинаковым для всех.

На печатной плате контроллера батареи в большинстве случаев размещаются:

• резистор в схеме питания,
• накопительный конденсатор,
• непосредственно сам контроллер защиты в виде микросхемы,
• резистор в схеме защиты,
• терморезистор,
• MOSFET-транзисторы.

В ряде случаев контроллер распаян на три контакта вместо двух — тогда помимо традиционных «плюса» и «минуса» производитель применяет так называемый «информационный контакт».

Принцип работы контроллера батареи в гаджетах

Каких-то редких узлов контроля цепи питания на аккумуляторах в телефонах, планшетах и ноутбуках вы не встретите, поэтому можно условиться, что все они выполняют примерно одинаковые задачи в мобильных устройствах.

1. Не даёт аккумулятору перезарядиться.

Есть установленное максимальное значение напряжения для Li-Ion — 4,15-4,2 В . При достижении такой высокой цифры питание отключается (иначе батарея вздуется или даже взорвётся).

2. Защищает батарею от глубокого разряда

Есть также пороговое минимальное значение напряжения для Li-Ion — 2,9-3 В . Более низкие значения приводят к потере ёмкости и другим неприятным последствиям.

3. Ограничивает ток

Принципиальная функция для защиты по току электросиловой цепи («просадки» напряжения на 150 мВ и более), без которой срок службы аккумулятора уменьшится, а также от короткого замыкания.

4. Оптимизация батареи

Её ещё называют «балансировка аккумулятора» — система из последовательно установленных электронных компонентов. Нужна для равномерной зарядки каждого элемента электросхемы, что увеличивает срок службы слабых звеньев элемента питания, а значит и его самого.

5. Отслеживание температуры

Присутствует в виде терморезистора во всех аккумуляторных контроллерах. Функция слежения за температурой необходима для защиты от перегрева или переохлаждения. Операционная система также получает эту информацию для наблюдения за состоянием батареи.

💡 Все значения однократно вносятся в контроллер ещё на производстве. Подстройка через ОС или «перешивка» значений встречается крайне редко.

Также производители нередко удешевляют конструкцию контроллера для аккумуляторов телефона и урезают принцип работы в том или ином виде.

Ответы от руководителя Neovolt

К нам поступало много вопросов по контроллерам, которые размещаются на самом аккумуляторе. Ответил на них руководитель компании Neovolt Роман Кусакин .

1. Зачем нужен контроллер аккумулятора в мобильном устройстве?

💬 « Нужен для защитной функции аккумулятора, чтобы он был безопасен. Назначение его простое — защищает от перезаряда, короткого замыкания, перегрева и так далее. Это для литиевых элементов питания».

2. Можно ли было обойтись без контроллера вообще?

💬 «К сожалению, для литиевых аккумуляторов невозможно, причины в первом пункте».

3. Правда ли, что все контроллеры выполняют примерно одну и ту же функцию — защиту от слишком высокого и слишком низкого напряжения.

💬 «Да, но с нюансами. Не только для защиты от критических отклонений напряжения. Перегрев и короткое замыкание тоже едва ли безопасные процессы».

4. Какие контроллеры использует Neovolt в своих аккумуляторах и чем они лучше других?

💬 «У нас заказывают сами аккумуляторы для замены без контроллеров — они остаются от прежних элементов питания. Но мы планируем производить новые аккумуляторы уже с контроллерами».

5. Другие производители экономят на контроллере и что урезают?

💬 «Нет, не экономят. Просто это небезопасно, поэтому так не делают».

6. Встречались ли вам странные/необычные контроллеры и где?

💬 « Очень серьёзные контроллеры устанавливают в аккумуляторах Apple. Как и в ноутбуках, они «умеют» считать количество циклов, определять ёмкость и другие подобные значения. Там даже прошита информация о дате изготовления, самом производителе и так далее ».

💬 « Любопытными показались решения для контроллеров у аккумуляторов Samsung для пылесосов — очень серьёзные контроллеры с управлением прямо от пылесоса ».

👁‍🗨 Рекомендуем посмотреть стороннее от нашего проекта видео с YouTube-канала Energy DIY, в котором наглядно показано то, о чём мы здесь рассказали вкратце.

Теперь вы знаете, что такое контроллер батареи в мобильном устройстве и сможете разобраться, является ли причиной неполадки одна из его функций. Например, это может быть перегрев , либо неисправный адаптер питания со слишком высоким значением напряжения.

Источник