FS8205A транзистор

Устройство и принцип работы защитного контроллера Li-ion/polymer аккумулятора

image

Если расковырять любой аккумулятор от сотового телефона, то можно обнаружить, что к выводам ячейки аккумулятора припаяна небольшая печатная плата. Это так называемая схема защиты, или Protection IC.

Из-за своих особенностей литиевые аккумуляторы требуют постоянного контроля. Давайте разберёмся более детально, как устроена схема защиты, и из каких элементов она состоит.

Рядовая схема контроллера заряда литиевого аккумулятора представляет собой небольшую плату, на которой смонтирована электронная схема из SMD компонентов. Схема контроллера 1 ячейки («банки») на 3,7V, как правило, состоит из двух микросхем. Одна микросхема управляющая, а другая исполнительная – сборка двух MOSFET-транзисторов.

На фото показана плата контроллера заряда от аккумулятора на 3,7V.

image

Микросхема с маркировкой DW01-P в небольшом корпусе – это по сути «мозг» контроллера. Вот типовая схема включения данной микросхемы. На схеме G1 — ячейка литий-ионного или полимерного аккумулятора. FET1, FET2 — это MOSFET-транзисторы.

Цоколёвка, внешний вид и назначение выводов микросхемы DW01-P.

Транзисторы MOSFET не входят в состав микросхемы DW01-P и выполнены в виде отдельной микросхемы-сборки из 2 MOSFET транзисторов N-типа. Обычно используется сборка с маркировкой 8205, а корпус может быть как 6-ти выводной (SOT-23-6), так и 8-ми выводной (TSSOP-8). Сборка может маркироваться как TXY8205A, SSF8205, S8205A и т.д. Также можно встретить сборки с маркировкой 8814 и аналогичные.

Вот цоколёвка и состав микросхемы S8205A в корпусе TSSOP-8.

Два полевых транзистора используются для того, чтобы раздельно контролировать разряд и заряд ячейки аккумулятора. Для удобства их изготавливают в одном корпусе.

Тот транзистор (FET1), что подключен к выводу OD (Overdischarge) микросхемы DW01-P, контролирует разряд аккумулятора – подключает/отключает нагрузку. А тот (FET2), что подключен к выводу OC (Overcharge) – подключает/отключает источник питания (зарядное устройство). Таким образом, открывая или закрывая соответствующий транзистор, можно, например, отключать нагрузку (потребитель) или останавливать зарядку ячейки аккумулятора.

Давайте разберёмся в логике работы микросхемы управления и всей схемы защиты вцелом.

Защита от перезаряда (Overcharge Protection).

Как известно, перезаряд литиевого аккумулятора свыше 4,2 – 4,3V чреват перегревом и даже взрывом.

Если напряжение на ячейке достигнет 4,2 – 4,3V (Overcharge Protection VoltageVOCP), то микросхема управления закрывает транзистор FET2, тем самым препятствуя дальнейшему заряду аккумулятора. Аккумулятор будет отключен от источника питания до тех пор, пока напряжение на элементе не снизится ниже 4 – 4,1V (Overcharge Release VoltageVOCR) из-за саморазряда. Это только в том случае, если к аккумулятору не подключена нагрузка, например он вынут из сотового телефона.

Если же аккумулятор подключен к нагрузке, то транзистор FET2 вновь открывается, когда напряжение на ячейке упадёт ниже 4,2V.

Защита от переразряда (Overdischarge Protection).

Если напряжение на аккумуляторе падает ниже 2,3 – 2,5V (Overdischarge Protection VoltageVODP), то контроллер выключает MOSFET-транзистор разряда FET1 – он подключен к выводу DO.

Далее микросхема управления DW01-P перейдёт в режим сна (Power Down) и потребляет ток всего 0,1 мкА. (при напряжении питания 2V).

Тут есть весьма интересное условие. Пока напряжение на ячейке аккумулятора не превысит 2,9 – 3,1V  (Overdischarge Release VoltageVODR), нагрузка будет полностью отключена. На клеммах контроллера будет 0V. Те, кто мало знаком с логикой работы защитной схемы могут принять такое положение дел за «смерть» аккумулятора. Вот лишь маленький пример.

Миниатюрный Li-polymer аккумулятор 3,7V от MP3-плеера. Состав: управляющий контроллер — G2NK (серия S-8261), сборка полевых транзисторов — KC3J1.

Аккумулятор разрядился ниже 2,5V. Схема контроля отключила его от нагрузки. На выходе контроллера 0V.

При этом если замерить напряжение на ячейке аккумулятора, то после отключения нагрузки оно чуть подросло и достигло уровня 2,7V.

Чтобы контроллер вновь подключил аккумулятор к «внешнему миру», то есть к нагрузке, напряжение на ячейке аккумулятора должно быть 2,9 – 3,1V (VODR).

Тут возникает весьма резонный вопрос.

По схеме видно, что выводы Стока (Drain) транзисторов FET1, FET2 соединены вместе и никуда не подключаются. Как же течёт ток по такой цепи, когда срабатывает защита от переразряда? Как нам снова подзарядить «банку» аккумулятора, чтобы контроллер опять включил транзистор разряда — FET1?

Дело в том, что внутри полевых транзисторов есть так называемые паразитные диоды – они являются результатом технологического процесса изготовления MOSFET-транзисторов. Вот именно через такой паразитный (внутренний) диод транзистора FET1 и будет течь ток заряда, так как он будет включен в прямом направлении.

Если порыться в даташитах на микросхемы защиты Li-ion/polymer (в том числе DW01-P, G2NK), то можно узнать, что после срабатывания защиты от глубокого разряда, действует схема обнаружения заряда — Charger Detection. То есть при подключении зарядного устройства схема определит, что зарядник подключен и разрешит процесс заряда.

Зарядка до уровня 3,1V после глубокого разряда литиевой ячейки может занять весьма длительное время — несколько часов.

Чтобы восстановить литий-ионный/полимерный аккумулятор можно использовать специальные приборы, например, универсальное зарядное устройство Turnigy Accucell 6. О том, как это сделать, я уже рассказывал здесь.

Именно этим методом мне удалось восстановить Li-polymer 3,7V аккумулятор от MP3-плеера. Зарядка от 2,7V до 4,2V заняла 554 минуты и 52 секунды, а это более 9 часов! Вот столько может длиться «восстановительная» зарядка.

Кроме всего прочего, в функционал микросхем защиты литиевых акумуляторов входит защита от перегрузки по току (Overcurrent Protection) и короткого замыкания. Защита от токовой перегрузки срабатывает в случае резкого падения напряжения на определённую величину. После этого микросхема ограничивает ток нагрузки. При коротком замыкании (КЗ) в нагрузке контроллер полностью отключает её до тех пор, пока замыкание не будет устранено.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

  • Самовосстанавливающийся предохранитель.

  • Электронный трансформатор.

  • Ионистор.

>Каталог>Транзисторы, диоды и т.д.>Транзисторы импортные> FS8205 A sot23-6 (код 8205A) транзистор Каталог деталей

    text (3,78 Мб)
    html (6,72 Мб)
    exel (8,67 Мб)

    Скачать datasheet:—> —> —> —>

    Наименование: FS8205 A sot23-6 (код 8205A) транзистор Наличие 10шт. Цена:45 руб. Норма отпуска 1 Дата выдачи на Митино: Дата передачи в службу доставки: Тип: Транзисторы импортные Посмотреть оптовые цены и скидки

    Описание

    — Тип корпуса: —— корпус sot23-6 ————> —> —> —> —> Цена: по запросу Уточнить цену

    FS8205A — это транзистор с двойным N-каналом в корпусе TSSOP8.

    Технические характеристики
    Параметры Значения
    Тип транзистора MOSFET
    Полярность N
    Максимальная рассеиваемая мощность (Pd) 1,25
    Предельно допустимое напряжение сток-исток (Uds) 19,5
    Предельно допустимое напряжение затвор-исток (Ugs) 10
    Максимально допустимый постоянный ток стока (Id) 4
    Максимальная температура канала (Tj) 150
    Время нарастания (tr) 12
    Выходная емкость (Cd), pf 315
    Сопротивление сток-исток открытого транзистора (Rds), Ohm 0.027

    Доставка FS8205A транзистор по России осуществляется ТК:

    • Деловые Линии;
    • ПЭК;
    • ЖелДорЭкспедиция;
    • КИТ.

    Сроки и стоимость доставки

    Сроки доставки в Москву – от 2 дней

    • Стоимость доставки до терминала транспортной компании — бесплатно
    • Возможна адресная доставка по городу Москва (оговаривается и просчитывается индивидуально)

    Оплата

    • Оплата наличными (физические лица, оплата на карту)
    • Оплата через интернет-банкинг (оплата по счёту)
    • Оплата заказа безналичным способом, предоплата, частичная оплата, постоплата (юридические лица, обсуждается с менеджером).

    Гарантии на FS8205A транзистор

    • Гарантия качества поставляемой продукции – товар проходит первичную поверку на заводе-изготовители. Имеется сертификат качества, если того требует действующее законодательство.
    • Выполнения обязательств по гарантийному случаю – обмен товара/возврат. Гарантийный случай считается, если Заказчик не нарушил порядок ввода в эксплуатации, указанной в инструкции, а также оборудование не должен иметь механических повреждений.

    Бесплатную информацию о данном вопросе можете получить по телефону указанному выше.

    ЗАРЯДНОЕ НА МИКРОСХЕМЕ TP4056

    В интернет магазинах появились в продаже недорогие и компактные платки ЗУ литиевых аккумуляторов на микросхеме TP4056, а так же отдельные микросхемы. Для тех, кому трудно что-то похожее собрать самому, но хочется иметь нечто приемлемое из ЗУ для своих аккумуляторов, данная платка будет очень кстати.

    Я недавно приобрёл их несколько штук и такое зарядное встроил в свой фонарик. В фонаре была зарядка от сети и внутри него стоял гасящий конденсатор с диодным мостом и всё — с такой зарядкой аккумулятор быстро бы пришёл в негодность.

    Пару месяцев испытаний подтвердили — работает микросхема просто отлично! Потому и выложил рецензию по ней. И главное, платка сразу же пригодилась, купил хороший фонарик, а там зарядка просто никакая, пожалел аккумулятор и установил новое ЗУ, влезла как влитая с минимумом переделок.

    У микросхемы на донышке есть пластинка для отвода тепла, она имеет общий минус, не стоит этим пренебрегать! На печатной плате под неё предусмотрена площадка для отвода тепла. Чип TP4056 начинает незначительно греться при длительной зарядке током от 800 мА. Печатка сделана в зеркальном виде (сразу на печать), тут выложен общий вид для ознакомления с расположением деталек. На плате есть чип перемычка с нулевым сопротивлением, в зависимости от питаемого напряжения её можно заменить на диод шоттки или просто диод в smd исполнении, согласно разновидности схем.

    Их себе почти десяток потом заказал, и пару микросхем отдельно — это если готовая платка куда-то не влезет, можно и самому развести, деталек минимум. У себя резистор Rprog заменил на 2,2к под зарядный ток 540 мА, пока заряжал аккумулятор нагрева не заметил никакого. На плате стоит резистор на заряд 1 А, таким током правда не заряжал, но читал рецензии, что с ним нагрев есть незначительный, для успокоения решается простой установкой маленького радиатора на микросхему.

    Радует ещё то, что цена очень заманчивая, они ранее стоили намного дороже и не так были распостранены, а теперь дешевле и доступней. Соответственно, будет в интернете попадаться что-то интересное по ним, буду добавлять на форум. Пока вот ещё немного информации по данной микросхеме. С вами был Igoran.

    Форум по ЗУ

    Обсудить статью ЗАРЯДНОЕ НА МИКРОСХЕМЕ TP4056

    Контроллер заряда на TP4056.

    Опрос: Изготавливали ли Вы что-нибудь своими руками? (Кол-во голосов: 423) Да, много чего Да, было разок Нет, пока изучаю для того, чтобы изготовить Нет, не собираюсь Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты

    Расположение выводов:

    Описание выводов:

    1. TEMP — подключение датчика температуры, встроенного в литий-ионную батарею. Если на выводе напряжение будет ниже 45% или выше 80% от напряжения питания, то зарядка приостановится. Контроль температуры отключается замыканием входа на общий провод.
    2. GND — Общий;
    3. Vcc — Напряжение питания, если ток потребления (ток зарядки батареи) становится ниже 30mA, контроллер уходит в спячку, потребляя от контакта BAT ~ 2mkA;
    4. BAT — Подключение аккумуляторной батареи (ICR, IMR);
    5. STDBY — Индикация окончания заряда (выход ОК, n-p-n), при слишком низком напряжении питания, или напряжении на входе ТЕМР не в диаппазоне — разомкнут;
    6. При подключенной батарее, в течении зарядки — разомкнут, по окончании — замкнут;
    7. При неподключенной батарее замкнут;
    8. CHRG — Индикация зарядки (выход ОК, n-p-n), при слишком низком напряжении питания, или напряжении на входе ТЕМР не в диаппазоне — разомкнут;
    9. При подключенной батарее, в течении зарядки — замкнут, по окончании — разомкнут;
    10. При неподключенной батарее, кратковременно включается с периодом 1-4 сек;
    11. CE — Управление зарядкой. При подаче высокого уровня микросхема находится в рабочем режиме, при низком уровне контроллер в состоянии сна. Вход TTL и CMOS совместим;

    Процесс зарядки состоит из нескольких этапов:

    1. Контроль напряжения подключенного аккумулятора (постоянно);
    2. Зарядка током 1/10 от запрограммированного резистором Rprog (100мА при Rprog = 1.2к) до уровня 2.9 В (если требуется);
    3. Зарядка максимальным током (1000мА при Rprog = 1.2к);
    4. При достижении на батарее 4.2 В идет стабилизация напряжения на уровне 4.2В. Ток падает по мере зарядки;
    5. При достижении тока 1/10 от запрограммированного резистором Rprog (100мА при Rprog = 1.2к) зарядное устройство отключается. Переход к п. 1

    Схема контроллера TP4056 практически идентична схеме из даташита, за исключением подключения термодатчика аккумулятора. На полученных модулях цвет светодиодов окончания зарядки другой, вместо зеленого — синий.

    Можно (если понадобилось) вывести вход термодатчика отдельным проводком, напаявшись на лапку и отрезав ее от GND. Или же подняв лапку над платой и напаявшись.

    Описание:

    • Напряжение питания +4,5…+8,0 вольт (более 5,5 В не рекомендуется, чип перегревается);
    • Разьем Mini-USB на плате, для питания от USB-порта компьютера или универсального блока питания;
    • Ток заряда 1,0 Ампер (1000 мА), легко программируется изменением значения резистора Rprog (от 1,2k до 10k (по даташиту, на самом деле до ~30k));
    • Важно: источник питания (USB порт, USB адаптер, или др.) должен обеспечивать ток заряда с некоторым запасом. Не все порты USB могут обеспечить ток более 500 мА;
    • Напряжение окончания заряда аккумулятора: 4,2 вольта;
    • Светодиод индикации заряда;
    • Светодиод индикации окончания заряда;
    • Готовый модуль;
    • Миниатюрные размеры 19 х 27 мм;
    • Вес модуля 1,9 гр;

    Тесты зарядки реальных аккумуляторов:

    Заявленная емкость 3400mAh:

    Очень хороший график CC/CV, немного затянуто падение СС, это увеличивает время зарядки, но аккумулятору от этого хуже не будет. Ток зарядки не достиг заявленных 1000мА. Возможно его ограничила температура самого контроллера. Контроллер сначала сильно разогревшись к концу зарядки остывает.

    Снижение напряжения питания до 4.5 В, увеличивает время зарядки и уменьшает температуру, но итоговое напряжение немного ниже.

    Увеличение напряжения питания действительно увеличивает температуру, но также и уменьшает ток. Когда чип перегревается, он уменьшает ток.

    То же, но использован небольшой алюминиевый радиатор на контроллере. И это действительно помогает, температура ниже, чем при питании от 5,0 В.

    Старый 16340 IMR аккумулятор от видеокамеры также был заряжен успешно.

    Можно купить и модули с защитой:

    Кроме контроллера зарядки ТP4056 в него добавлены два чипа: DW01 (схема защиты) + ML8205A(сдвоенный ключ MOSFET).

    Описание некоторых элементов.

    Переполюсовку аккумулятора плата выдерживает лишь кратковременно — быстро перегревается ключ FS8205A. Сами по себе FS8205A и DW01A переполюсовки аккумулятора не боятся из-за наличия токоограничивающих резисторов, но из-за подключения TP4056 ток переполюсовки начинает течь через него.

    Защита от переразряда аккумулятора срабатывает при напряжении 2,39В — маловато будет, не всякий аккумулятор можно безопасно разряжать до такого низкого напряжения.

    • Цена: $3.88 за 5 шт

    Это устройство ранее уже было кратко описано, попробую написать подробнее и применить на практике. Прислали хорошо замотав пупыркой Платы ещё не были разделены, но разделяются хорошо

    Подключение к зарядке через стандартный разъём microUSB или через дублирующие контакты + и —

    Все чипы хорошо известны и проверены

    Реальная схема устройства Отсутствует ограничивающий резистор на входе TP4056 — видимо кабель подключения выполняет эту функцию. Реальный ток заряда 0,93А. Зарядка отключается при напряжении на аккумуляторе 4,19В Потребляемый ток от аккумулятора всего 3мкА, что значительно меньше саморазряда любого аккумулятора. Описание некоторых элементов TP4056 — чип контроллера заряда лития на 1А www.dfrobot.com/image/data/DFR0208/TP4056.pdf Подробно описывал тут mysku.ru/blog/aliexpress/27752.html DW01A — чип защиты лития www.ic-fortune.com/upload/Download/DW01A-DS-11_EN.pdf FS8205A — электронный ключ 25мОм 4А www.ic-fortune.com/upload/Download/FS8205A-DS-12_EN.pdf R3 (1,2кОм) — установка тока зарядки аккумулятора

    Изменяя его номинал, можно уменьшить зарядный ток

    Переполюсовку аккумулятора плата выдерживает лишь кратковременно — быстро перегревается ключ FS8205A. Сами по себе FS8205A и DW01A переполюсовки аккумулятора не боятся из-за наличия токоограничивающих резисторов, но из-за подключения TP4056 ток переполюсовки начинает течь через него.

    Защита от переразряда аккумулятора срабатывает при напряжении 2,39В — маловато будет, не всякий аккумулятор можно безопасно разряжать до такого низкого напряжения.

    Попробовал приспособить эту платку в старую маленькую простейшую детскую радиоуправляемую машинку вместе со старыми аккумуляторами 18500 из ноутбука mysku.ru/blog/aliexpress/29476.html Машинка питалась от 3-х батареек АА, т.к. аккумуляторы 18500 значительно толще их, крышку батарейного отсека пришлось снять, перегородки выкусить, а аккумуляторы приклеить. По толщине они получились заподлицо с днищем. Платку приклеил герметиком к крыше, под разъём сделал вырез. Теперь аккумуляторы можно заряжать так Красный индикатор зарядки хорошо просвечивает через красную крышу. Синий индикатор окончания зарядки через крышу почти не виден — его видно только со стороны разъёма подключения. Машинка снизу выглядит как с газовыми баллонами 🙂 На этих баллонах машинка катается минут 25. Не слишком много, ну да ладно, наиграться хватает. Заряжается машинка около часа.

    Вывод: маленькое и очень полезное для творчества устройство — можно брать. Буду заказывать ещё.

    Оцените статью
    Рейтинг автора
    5
    Материал подготовил
    Илья Коршунов
    Наш эксперт
    Написано статей
    134
    А как считаете Вы?
    Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
    ли со статьей или есть что добавить?
    Добавить комментарий