Каталог огранизаций по электромонтажу и электролабораторий:
Москва
Санкт-Петербург

Контроллер заряда аккумулятора

В современном мире все большей популярностью пользуются различные мобильные устройства. Смартфоны, планшеты, ноутбуки прочно вошли в нашу жизнь. Помимо этого появляется новое переносное оборудование с различными функциональными возможностями. Чтобы оно постоянно функционировало, необходим источник питания или аккумуляторная батарея. Ее необходимо периодически заряжать, для этого в каждом мобильном приборе имеются контроллеры заряда, которые не позволяют батарее перезаряжаться или недобирать емкость. В результате устройство может служить достаточно долго.

Контроллер заряда аккумулятора
Контроллер заряда аккумулятора

Для чего контроллер аккумулятора

Несмотря на то, что емкость современных АКБ, как и их функциональные возможности, существенно увеличилась, алгоритм их зарядки остался практически неизменным. Когда батарея разряжается, к ней подключают специальное оборудование, которое за счет стимулирования химических реакций в аккумуляторе производит пополнение его емкости.

Важно! Если своевременно не прекратить зарядку, то АКБ может перегреться, и даже произойти взрыв. В ситуации, когда тока для восполнения заряда недостаточно, батарея не может восстановить свою емкость, нахождение длительное время в разряженном состоянии может существенно сократить срок эксплуатации.

Чтобы все процессы происходили корректно, а встроенный в мобильный прибор элемент питания работал как можно дольше, необходим контроллер заряда аккумулятора. В его основе, как правило, находятся два резистора, которые контролируют верхний и нижний пределы напряжения. В самом начале восполнения энергии они пропускают через себя максимальный ток, затем его постепенно сокращают, предохраняя АКБ от перезарядки. Если напряжение ниже минимально необходимого, резистор дополняет его до требуемого уровня за счет ранее накопленной энергии.

Контроллер заряда АКБ в обязательном порядке присутствует в ноутбуках, мобильных телефонах, переносных кассовых аппаратах, планшетах и так далее. Устанавливают его и в возобновляемые источники энергии, поскольку принцип их работы заключается в том, чтобы накопить энергию в специальную батарею в период солнечной или ветряной активности, а затем передавать ее потребителю. Чтобы контролировать данные процедуры, нужен в данном оборудовании описываемый элемент.

Применение приборов для отслеживания заряда аккумулятора
Применение приборов для отслеживания заряда аккумулятора

Функции устройств

Описываемые приборы требуются для решения следующих задач:

  • Оптимизировать систему питания, обеспечить ее стабильность и максимальную продолжительность работоспособности.
  • Сохранять ресурсы АКБ, увеличить срок ее службы.
  • Предотвращать фатальные поломки аккумулятора, обеспечивать безопасность использования.

Базой для решения этих задач является контроль процесса разряда и восполнения емкости батареи. В частности, необходимо отслеживать, чтобы ток был меньше максимально допустимого уровня, но и не ниже тока саморазряда АКБ. Поскольку описываемая деятельность происходят в аккумуляторе в результате химической реакции, необходимо контролировать все ее этапы, не допуская перегревания элемента питания и других побочных эффектов.

Дополнительная информация. В ноутбуках и мобильных телефонах описываемые элементы выполняют дополнительную функцию: управляют потоками энергии при пополнении емкости при одновременной работе оборудования, что требует внесения дополнительных элементов в схему. В возобновляемых источниках энергии, в которых используется несколько банок АКБ, устройства необходимы, чтобы заряжать только пустые батареи.

Большинство современного мобильного оборудования обладает встроенными контроллерами, поэтому делать приспособление для отслеживания зарядки аккумулятора своими руками, как правило, нет необходимости. Вместе с тем некоторые радиолюбители самостоятельно изготавливают различные приборы с АКБ, в такой ситуации возникает вопрос, как сделать прибор для отслеживания пополнения емкости своими руками, чтобы обеспечить безопасность функционирования оборудования и долговечность батареи.

Для этого необходимо использовать специальную микросхему, на которой должны быть установлены транзисторы для управления соответствующими процессами, а также датчики уровня тока и напряжения. Затем прибор подключается к батарее и электрической сети, пользователь может видеть уровень напряжения и быть уверенным в том, что пополнение емкости вовремя прекратится.

Подключение прибора
Подключение прибора

Алгоритм функционирования

На большинстве микросхем, имеющих 6 или 8 выводов (источников поступления и передачи сигналов о состоянии батареи) устанавливается два полевых транзистора. Один из них отвечает за подключение или отключение нагрузки (различных элементов мобильного устройства, потребляющих энергию). Второй – производит аналогичные действия, но с источником тока.

Результат работы такой схемы следующий:

  • При достижении величины тока максимального уровня транзистор, отвечающий за пополнение емкости, отключает соответствующее устройство и накапливает энергию внутри себя, одновременно выделяя ее в виде тепла (поэтому при длительной зарядке телефона можно обнаружить, что он становится горячим), защищая таким способом АКБ от перезаряда.
  • Если достигнуто минимальное напряжение, то транзистор, отвечающий за подключение нагрузки, отключает все элементы, и мобильное оборудование принудительно переводится в режим сна. Затем, когда оно подключается к источнику тока, его работа возобновляется.

Обратите внимание! Функционирование возобновляется только при достижении определенного уровня тока, поэтому часто, подключая, например, разряженный телефон к электрической сети, необходимо подождать некоторое время прежде, чем он включится.

Работа устройства
Работа устройства

Итак, описываемые элементы схем  (как заводские, так и сделанные самостоятельно) требуются для управления пополнением емкости и разрядки батарей. Это позволяет обеспечить безопасность работы мобильного оборудования и увеличить его срок службы. Кроме того, такие элементы необходимы и в возобновляемых источниках энергии, где также требуются управление накоплением энергии и ее последующая передача потребителям.

Видео