أجهزة التحكم نفسها هي أجهزة مفيدة. ولفهم هذا الموضوع بشكل أفضل ، من الضروري العمل مع مثال محدد. لذلك ، سننظر في وحدة تحكم شحن البطارية. ماذا يمثل؟ كيف يتم ترتيبها؟ ما هي مميزات الوظيفة؟
ماذا تفعل وحدة تحكم شحن البطارية
يعمل على مراقبة استعادة خسائر الطاقة والإنفاق. أولاً ، يقوم بمراقبة تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة كيميائية ، بحيث يتوفر لاحقًا ، إذا لزم الأمر ، إمداد بالدوائر أو الأجهزة المطلوبة. ليس من الصعب صنع جهاز تحكم في شحن البطارية بيديك. ولكن يمكن أيضًا إزالته من مصادر الطاقة الفاشلة.
كيف تعمل وحدة التحكم
بالطبع ، لا يوجد مخطط عالمي. لكن الكثيرين في عملهم يستخدمون مقاومين متقلبين ينظمان حدود الجهد العلوي والسفلي. عندما يخرج عن الحدود ،ثم يبدأ التفاعل مع ملفات التتابع ، ويتم تشغيله. أثناء العمل ، لن يقل الجهد عن مستوى معين محدد مسبقًا تقنيًا. هنا يجب أن نتحدث عن حقيقة أن هناك مجموعة مختلفة من الحدود. لذلك ، بالنسبة للبطارية ، يمكن تركيب ثلاثة وخمسة واثني عشر وخمسة عشر فولتًا. من الناحية النظرية ، كل شيء يعتمد على تنفيذ الأجهزة. لنلقِ نظرة على كيفية عمل جهاز التحكم في شحن البطارية في حالات مختلفة.
ما هي الأنواع الموجودة
وتجدر الإشارة إلى أن هناك مجموعة متنوعة كبيرة يمكن أن تتباهى بها وحدات التحكم في شحن البطارية. إذا تحدثنا عن أنواعها ، فلنجعل تصنيفًا اعتمادًا على النطاق:
- للطاقة المتجددة.
- للأجهزة المنزلية.
- للأجهزة المحمولة.
بالطبع ، الأنواع نفسها أكبر بكثير. ولكن نظرًا لأننا نفكر في وحدة التحكم في شحن البطارية من وجهة نظر عامة ، فإنها ستكون كافية بالنسبة لنا. إذا تحدثنا عن تلك المستخدمة في الألواح الشمسية وطواحين الهواء ، فعندئذٍ يكون الحد الأعلى للجهد فيها عادة 15 فولتًا ، بينما الحد الأدنى هو 12 فولتًا ، وفي هذه الحالة ، يمكن أن تولد البطارية 12 فولت في الوضع القياسي. يتم توصيل مصدر الطاقة به باستخدام جهات اتصال ترحيل مغلقة عادة. ماذا يحدث عندما يتجاوز جهد البطارية 15 فولت؟ في مثل هذه الحالات ، تقوم وحدة التحكم بإغلاق جهات اتصال الترحيل. نتيجة لذلك ، يتم تحويل مصدر الطاقة من البطارية إلى صابورة الحمل.وتجدر الإشارة إلى أنها لا تحظى بشعبية خاصة مع الألواح الشمسية بسبب بعض الآثار الجانبية. لكن بالنسبة لمولدات الرياح ، فهي إلزامية. الأجهزة المنزلية والأجهزة المحمولة لها خصائصها الخاصة. علاوة على ذلك ، فإن وحدة التحكم في شحن بطارية الجهاز اللوحي والهواتف المحمولة التي تعمل باللمس وزر الضغط متطابقة تقريبًا.
النظر داخل بطارية ليثيوم أيون في الهاتف الخليوي
إذا فتحت أي بطارية ، ستلاحظ أن لوحة دوائر مطبوعة صغيرة ملحومة بأطراف الخلية. يطلق عليه مخطط الحماية. الحقيقة هي أن بطاريات الليثيوم أيون تتطلب مراقبة مستمرة. دائرة التحكم النموذجية هي لوحة مصغرة تعتمد عليها دائرة مكونة من مكونات SMD. وهي بدورها مقسمة إلى دائرتين صغيرتين - أحدهما هو التحكم والآخر التنفيذي. دعونا نتحدث بمزيد من التفصيل عن الثانية.
مخطط تنفيذي
يعتمد على الترانزستورات MOSFET. عادة هناك اثنان. يمكن أن تحتوي الدائرة المصغرة نفسها على 6 أو 8 دبابيس. للتحكم المنفصل في شحن وتفريغ خلية البطارية ، يتم استخدام ترانزستورات ذات تأثير ميداني ، والتي توجد في نفس السكن. لذلك ، يمكن لأحدهم توصيل أو فصل الحمولة. يقوم الترانزستور الثاني بنفس الإجراءات ، ولكن بمصدر طاقة (وهو الشاحن). بفضل مخطط التنفيذ هذا ، يمكنك بسهولة التأثير على تشغيل البطارية. يمكنك استخدامه في مكان آخر إذا كنت ترغب في ذلك. ولكنيجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه لا يمكن تطبيق دائرة التحكم في شحن البطارية وهي نفسها إلا على الأجهزة والعناصر التي لها نطاق تشغيل محدود. سنتحدث عن هذه الميزات بمزيد من التفصيل الآن
حماية فائض
الحقيقة هي أنه إذا تجاوز جهد بطارية الليثيوم 4 ، 2 ، فقد يحدث ارتفاع في درجة الحرارة وحتى حدوث انفجار. لهذا الغرض ، يتم تحديد عناصر الدوائر المصغرة التي ستتوقف عن الشحن عند الوصول إلى هذا المؤشر. وعادة ، حتى يصل الجهد إلى 4-4.1 فولت بسبب الاستخدام أو التفريغ الذاتي ، لن يكون من الممكن شحن المزيد. هذه وظيفة مهمة مخصصة لجهاز التحكم في شحن بطارية الليثيوم.
حماية الإفراط في التفريغ
عندما يصل الجهد إلى قيم منخفضة للغاية تجعل تشغيل الجهاز مشكلة (عادة في نطاق 2 ، 3-2 ، 5 فولت) ، يتم إيقاف تشغيل ترانزستور MOSFET المقابل ، وهو المسؤول عن إمداد الهاتف المحمول بالتيار الكهربائي. بعد ذلك ، هناك انتقال إلى وضع السكون بأقل استهلاك ممكن. وهناك جانب مثير للاهتمام للعمل. لذلك ، حتى يصبح جهد خلية البطارية أكثر من 2.9-3.1 فولت ، لا يمكن تشغيل الجهاز المحمول ليعمل في الوضع العادي. ربما لاحظت أنه عند توصيل الهاتف ، فإنه يظهر أنه قيد الشحن ، لكنه لا يريد التشغيل والعمل في الوضع العادي.
آليات الدفاع
وتجدر الإشارة إلى أن وحدة تحكم شحن البطارية لديهاعدد من العناصر التي ينبغي أن تحمي من العواقب السلبية. لذلك ، هذه هي الثنائيات الطفيلية التي يتم وضعها في ترانزستورات التأثير الميداني ، ودائرة الكشف عن الشحنة ، وعدد قليل من الإضافات الصغيرة الأخرى. أوه ، نعم ، وإذا كان من الممكن فحص وحدة التحكم في شحن البطارية ومعرفة أداء مصدر الطاقة ، فيمكن استعادة عملها حتى مع "الموت". بالطبع ، هذا يعني ببساطة إيقاف العمل ، وليس حدوث انفجار أو انهيار. في هذه الحالة ، يمكن أن تساعد الأجهزة الخاصة التي تُجري رسوم "استرداد" خاصة. بالطبع ، سيعملون لفترة طويلة - يمكن أن تمتد العملية لعشرات الساعات ، ولكن بعد الانتهاء بنجاح ، ستعمل البطارية تقريبًا كالجديدة.
الخلاصة
كما ترى ، تلعب وحدة التحكم في شحن بطارية Li-Ion دورًا مهمًا في ضمان طول عمر الأجهزة المحمولة ولها تأثير إيجابي على عمر خدمتها. نظرًا لسهولة الإنتاج ، يمكن العثور عليها في أي هاتف أو جهاز لوحي تقريبًا. إذا كنت تريد أن ترى بأم عينيك ، ولمس وحدة التحكم في شحن بطارية Li-Ion ومحتوياتها بيديك ، فعند التفكيك ، يجب أن تتذكر أنك تعمل باستخدام عنصر كيميائي ، لذلك يجب أن تكون حذرًا.
