Модули защиты и контроллеры заряд/разряд для Li-ion аккумуляторов
Для начала нужно определиться с терминологией.
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.
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:
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
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
LV51140T
Аналогичная схема протекции литиевых однобаночных аккумуляторов с защитой от переразряда, перезаряда, превышения токов заряда и разряда. Реализована с применением микросхемы LV51140T.
R5421N Series
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
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
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.
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.
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.
Электронная промышленность выпускает большой ассортимент миниатюрных радиоэлементов для монтажа электронных схем сразу на дорожки печатных плат (их обычно называют SMD, чип, планарные или детали для поверхностного монтажа). Корпуса таких деталей могут различаться как по форме, так и по размеру.
Таблица кодировок планарных SMD деталей
Указаны первые 2 символа чип-элемента. Нажав на них вы попадёте на страницу с другой таблицей, где приводятся различные варианты остальных символов с кратким обозначением функций и параметров для каждого. Полная таблица здесь
Есть радиодетали с выводами и без (тогда их функции выполняет контактная площадка, как правило расположенная в торце корпуса), но при этом все они имеют свои кодовые обозначения. Онлайн таблица с маркировкой резисторов, транзисторов, стабилитронов, микросхем, диодов и других радиодеталей и приведена в этом справочнике.
Обратите внимание, что многие фирмы выпускают элементы в корпусах не соответствующих международным стандартам. Также встречаются ситуации когда корпус, имеющий стандартные размеры, у фирмы имеет другое название.
Возможны ситуации, когда в один и тот же корпус фирмы-производители под одной и той же маркировкой помещают разные приборы, на этот момент также обращайте внимание при расшифровке и замене радиоэлементов.
Также по внешнему виду трудно отличить друг от друга резисторы, конденсаторы и дросселя (R, C, L), если они находятся в цилиндрических корпусах с выводами и маркируются цветными кольцами. Например, на практике для цветовой маркировки постоянных конденсаторов (smd) используются несколько методик маркировки. В совершенно одинаковых корпусах с одинаковым цветовым кодом может выпускаться целая серия приборов с разными параметрами.
Разработка и производство новых и модифицированных SMD компонентов не стоит на месте, поэтому периодически появляются новые корпуса с индивидуальной маркировкой, и конечно особенно в этом плане отличается Китай, где чуть ли не каждая крупная фирма имеет свой стандарт (часто тщательно скрываемый).
А вот ссылка на программу, использование которой может облегчить определение номиналов планарных деталей и расшифровывать маркировку СМД приборов. Она содержит большую базу современных полупроводниковых приборов для поверхностного монтажа, к тому же есть возможность скачивать дополнения.
подробное описание Version 12 подробное описание Version 13 подробное описание Version 14 (a) подробное описание Version 14 (b) подробное описание Version 15 (a) подробное описание Version 15 (b) подробное описание Version 16 (a) подробное описание Version 16 (b) подробное описание Version 17 (a) подробное описание Version 17 (b)
Смена оптики на PStwo, перепрошивка EEPROM Подключение привода на «не свою» версию платы (гибкие шлейфы от материнки к оптике, к двигателям. )
Драйверы оптики: RS2004FS, RS2005FS, RS2006
Подключение IDE-HDD и игра без использования CD\DVD Мод-чип с функцией Develompent Mode2 Программы для HDD на PS2\PStwo
Как и куда подключить мод-чип Digital signal processor (DSP) SCEI CXD1869AQ»(PS2 v0-3),»SCEI CXD1886Q»(PS2 v4), «SCEI CXD3098Q» (PS2 v4-17. ) Общие рекомендации по распайке мод-чипов Совместимость мод-чипов и приставок, способы повышения надёжности Возможности и ограничения мод-чипов и игровых приставок
Мод-чипы которые работают c PStwo v14a и старше >(внешняя ссылка)
у PStwo есть основное отличие от остальных PlayStation2: это процессор EE+GS(EmotionEngine+GraphicsSynthesizer) (cамая большая микросхема под термопрокладкой CXD9833GB) из-за такого «уплотнения» несколько игр PS1 работают неправильно или совсем не работают.
Раздельные EE и GS:
традиционная для PlayStation 2 компоновка (раздельные EE и GS) применяется на всех PlayStation2 (V1-11) и PStwo: Version 12a, модели SCPH-7000x (a) (платы GH-032-xx) Version 14a, модели SCPH-7500x (a) (платы GH-037-xx, GH-041-xx)
EE+GS ( EmotionEngine+GraphicsSynthesizer)
Без разборки корпуса по номеру модели (MODEL NO.) на наклейке SCPH-xx0xx(x):
SCPH-7000x(a) = Version 12 SCPH-7500х = Version 13 SCPH-7500х(a) = Version 14 a SCPH-7500x(b) = Version 14 b SCPH-7700x(a) = Version 15 a SCPH-7700x(b) = Version 15 b SCPH-7900x(a) = Version 16 a SCPH-7900x(b) = Version 16 b SCPH-9000x = Version 17 a SCPH-9000x = Version 17 b
Motherboard Version 15, 16, 17 : TDP-182W, KHM-430BAA (очень редко используются SPU-3170) (головки SPU-3170G, SPU-3170J, KHM-430, PWR-820)
Материнские платы версий 15, 16, 17 очень отличаются друг от друга расположением разъёмов под шлейфы двигателя и оптики, началом отсчёта разъёма шагового двигателя, поэтому приводы на каждую из этих версий нужны особенные. Но можно (после некоторых переделок) использовать любые (кроме SPU-3170-эти приводы особенные и не совместимы с головами KHM-430, PWR-820)
Длина шлейфа основного двигателя (отмечено зелёными кружками) зависит от версии материнской платы.
Двигатель привода SPU3170 особенный и не совместим с платформами приводов других версий:
платформа тоже особенная, с обеих сторон направляющие оси, а не ползунок как на KHM-430, PWR-802:
На v16-17, 4-х жильный шлейф шагового двигателя длинный и белого цвета (а не оранжевого как на других версиях)
приводы для V16 и V17 отличаются друг от друга тем что на них установлены двигатели со шлейфами разной длинны.
на V17 (a, b) шлейф двигателя короче и прямой (такой-же как на V15)
Головы SPU-3170J, SPU-3170G несовместимы с платформами для голов PWR-802, KHM430. — установлены на приводах SPU-3170 w/o
Двигатель привода SPU3170 особенный и не совместим с платформами приводов других версий:
головы PVR-802w (аналогичны KHM430) (несовместимы с платформами для голов SPU-3170) — установлены на приводах\платформах TDP-082w или TDP-182w.
головы KHM430, KHM430B (аналогичны PVR-802w) (несовместимы с платформами для голов SPU-3170) — установлены на приводах\платформах KHM430AAA или KHM430BAA.
TDP-082w или TDP-182w ПРИВОДЫ\ПЛАТФОРМЫ ТАКИЕ-ЖЕ КАК И KHM430AAA или KHM430BAA
Есть три основных типа головок :
v12,13,14 привод TDP-082W, KHM-430AAA, SPU-3170
v15-SCPH-7700x привод TDP-182W, KHM-430BAA (очень редко попадаются SPU-3170- например в 75004(a) плата GH-052-32) v16-SCPH-7900x привод TDP-182W, KHM-430BAA v17-SCPH-9000x привод TDP-182W, KHM-430BAA
Как поменять оптику на PStwo:
«головки» KHM430 и PVR-802w можно ставить на любую плату кроме тех где была SPU-3170, и на любую механику. «головку» SPU-3170 можно ставить только на плату для SPU-3170 (хотя механически она подходит для механики KHM430AAA, KHM430BAA, TDP-082w, TDP-182w) Для смены типа оптики KHM430, PVR-802w SPU-3170 нужно перепрограммировать EEPROM (как на старых V1-10 PS2) чтобы заказать комплект для перепрошивки EEPROM «с диска» или через карту памяти подробнее здесь >>> пишите [email protected]
Кроме этого верхняя половина корпуса PStwo для разных «головок» выполнена по разному:
крышка для KHM430 и PVR-802w крышка для SPU3170
при замене оптики на SPU3170 нужно заменить корпус или срезать выступ на крышке.
ШЛЕЙФ для v12-16 (SCPH-70, 75, 77, 7900x) ШЛЕЙФ для v17 (SCPH-9000x)
на V15a SCPH-7700X(a) \ V15b SCPH-7700X(b) > материнские платы с вырезом под шаговый двигатель >
на V15 этот шаговый двигатель большего диаметра чем на V12, 13, 14:
и у него другой шлейф
при использовании «не родного» привода на этих платах, шлейф шагового двигателя нужно перевернуть\перепаять:
было >
сделать >
подключить >
Драйверы оптики: RS2004FS, RS2005FS, RS2006
в V13 (GH-040-02) установлен «холодный» RS2005FS, даже без термо-прокладки, желательно установить её самостоятельно.
В V15а появился более надёжный драйвер RS2006, хотя и он иногда выгорает, желательно установить термо-прокладку.
Только на V12-13 можно подключить IDE-HDD и играть без использования CD\DVD привода приставки.
мод-чип с функцией Develompent Mode2 купить чип [email protected] :
Начиная с V14 используется новый «сетевой интерфейс» (на микросхеме BCM5241A1KQTG) в котором нет возможности использовать IDE-присоединение. Ecть возможность использовать USB-HDD, но такое соединение медленно и ненадёжно
Для тех консолей у которых нет микросхем CXD9731AGP или CXD9731GP (SCPH-7500x-9000x = ver 14-17) создан HD-PRO по странному стечению обстоятельств там применяются клоны ModBo4 cо специальной версией микропрограммы >> cкачать
Эти модели отличаются в основном тем что на GH-032-xx EmotionEngine и GraphicsSynthesizer разделены на две микросхемы:
между платами GH-032-xx и с платами GH-035-xx, есть незначительные отличия в зоне распайки платы защиты:
Version14SCPH-7500х(a, b)
C v14 начинаются раcхождения в номерах версий, потому что платы V 13, 14(a), 14(b), на первый взгляд почти одинаковы, и установленный мод-чип почему-то не работает. На v14 не работают многие мод-чипы предназначеные для v12-13, нужна обновлённая прошивка. Для точного обозначения плат\схем распайки, водятся уточнения a или b (почти точно эти версии можно различить по букве в конце маркировки SCPH-7500x )
Здесь опять появился процессор EE+GS CXD9833GB (EmotionEngine+GraphicsSynthesizer) и драйвер снова RS2004FS. (видимо использовались старые складские запасы)
Эту версию часто путают с V12-14a, но есть много отличий:
На нижней поверхности платы, совсем не так как у V12-14a выполнена разводка дорожек к CD/DVD контроллеру, по другому выполнена разводка точек для подпайки платы защиты DiodeFix. (При том что драйвер RS2004FS требует установки защиты)
«> Именно на этой модели делается больше всего ошибок при распайке мод-чипов, и даже правильно припаянный мод-чип может не работать. Для этой платы требуется обновлённая версия прошивки при использовании мод-чипов которые были выпущены для v12-14a. Для версий старше 14a требуется мод-чип с соответствующей микропрограммой. Многие бренды (DMS, Crystal, Messiah. ) заслужившие репутацию на ранних версиях PS2 с V14a (и старше) не работают.
Поступили в продажу в Японии 15 сентября 2006 года, драйвер RS2006 EFV. Вес консоли в
900 грамм (вес блока питания 350 грамм.)
В них по другому выполнен шаговый двигатель CD/DVD-привода, он увеличен в размере и на материнской плате теперь вырез под этот двигатель.
CD\DVD привод крепится теперь на 3 болта, а не на 4, как было раньше.
Марки приводов: «7700X TDP-182W» (head PVR-802W) «7700X KHM-430BAA» (head KHM-430B)
Батарейка теперь устанавливается в разъём на материнской плате, а не подключается двумя проводками как на V12-14b, (разъём такой-же как применялся в PS2 v5-11)
CD/DVD-привод от ранних моделей, можно подключить только немного переделав его. Разъём для подключения основного двигателя на «материнке» перевёрнут (12-й pin=1-й pin, по сравнению с предидущими моделями) Двигатели от старых моделей будут работать только если перепаять\перевернуть шлейф.
v15b отличается от V15a расположением точек для подпайки мод-чипа на BIOS-а и CD\DVD-контроллер. отсутствует конденсатор на плате между A, B
на v15(b) как и на V14(b), есть дополнительный винт скручивающий половинки экрана, такой винт есть только на V14(b) и V15(b)
Это уменьшенная почти в половину PStwo в уже привычном тонком корпусе. Теперь плата стала такая маленькая что CD\DVD привод установлен не над платой я рядом с ней, от этого стали ещё длиннее шлейфы: на плату с кнопкой Reset и Ir-датчиком, на шаговый двигатель. По другому изогнут оранжевый шлейф на «головку» привода.
Начало поставок с июля 2007 года. Вес консоли в
В этих моделях (V16a-17b) участились случаи поломок с дефектами изображения в играх (полосы\ «кубики»).
Известно об одном выпуске плат V16b GH-061-51, плата без нижнего экрана, в центре платы нет «дырки» с особой формы вырезами как на V16a (GH-062-x2) термо-прокладка всего одна (на CXD 2976GB) светло-голубого цвета. оптика TDP182W.
есть и преимущества: удобно использовать мод-чип ModBo760 чтобы припаять точки на BIOS очень короткими проводами.
Анонсирована к продаже в Японии 22 ноября 2007 года. Теперь блок питания встроенный, общий вес консоли составил 720 грамм. Немного изменён внешний вид. Левая часть верха корпуса глянцевая, фасад без прямоугольных граней («вельвета») который был ещё с первых моделей PlayStation2. Выпущены партии в красных корпусах (SCPH-9000х CR «Cinnabar Red») и белых корпусах (SCPH-9000х CW «Ceramic White»)
Как и на v16a, на этой плате опять появилась «особая дырка с хитрыми прорезями» :
немного изменена форма платы ir-приёмника и кнопки On\Off\Reset, и посадочное место для неё в корпусе:
шлейф от оптики до материнской платы V17 (a, b)
Как и куда подключить мод-чип:
Итак, обычно используются точки: — питание: + 3,3 В, GND — BIOS: MNOPQTUVRW — CD\DVD Controller: ABFGHI — запуск PS1 игр: Y, SX (aka S aka SCEx) — контроль запуска: Reset (У Crystal-чипов называется «ТО»), Open\Eject — «частота» для работы микросхемы мод-чипа CLK, СХ
в любом случае всегда нужно использовать точную схему подключения именно для вашего чипа и вашей платы игровой приставки.
Digital signal processor (DSP)
Для проверки правильности установки\распайки мод-чипа нужно проверить распайку основных точек к микросхеме DSP:
Это изображение взято с платы PStwo v14, в других версиях комплектующие несколько иначе расположены вокруг, или на ранних версиях (v0-4) может быть другой DSP
На PS2 v 2, 3 установлен DSP «SCEI CXD1869AQ» (точно) но при распайке мод-чипа, провода A,B,C,D,E,F,G,H,I,Y, обычно паяют к «SCEI CXP102064» (controllerchip-meccon-эта микросхема связана напрямую с DSP)
На PS2 v4 установлен DSP «SCEI CXD1886Q«:
На платах старше V4 появился DSP «SCEI CXD3098Q«. Во всех более старших моделях эту микросхему всегда можно обнаружить на плате. Поэтому для проверки правильности подключения можно руководствоваться этими картинками:
Общие рекомендации по распайке мод-чипов: Всегда нужно внимательно прочитать рекомендации. Схемы распаек показывают точки которые нужно соединить с точками на платке мод-чипа. Изображённые точки упомянуты в большинстве случаев для самой простой (но не всегда самой удобной) инсталляции. Можно использовать другие (альтернативные) точки для пайки, которые можно найти с помощью прибора, что иногда даёт преимущества, такие как меньшее количество перекрещенных и более короткие кабели и т.д..
Совместимость мод-чипов и приставок, способы повышения надёжности: ModChip-ы в PS2\PStwo функционируют по одному принципу на разных версиях плат, с оговоркой что разные чипы имеют некоторые отличия (программные и аппаратные) для установки на ту версию под которую они создавались. Эти отличия могут сделать работу чипа\запуск дисков\включение консоли невозможными, если мод-чип установлен на ту плату с которой он «несовместим» или есть какая-то программная несовместимость.
Есть известные «уязвимые места» и сложности с каждым чипом\платой. Если установленный мод-чип не работает (приставка не включается, диски оригинальные и копии не запускаются. ) не всегда нужно сразу отпаивать\удалять установленный чип. Есть способы повышения надёжности\стабильности работы чипа которые для большинства случаев излишни, но в некоторых проблемных случаях очень помогают. Вот некоторые общие способы для некоторых мод-чипов: распайка дополнительной точки GND2 на ModBo760. включение точки Z через микро-выключатель выведеный на корпус приставки. Микро-выключатель питания для Magic3.1 который выключает чип сразу после запуска копии. Включение точки CLK не обычным проводом а заземлённой витой парой на чипах Messiah, и т.д. Если в процессе установки произошли какие-то повреждения дорожек\элементов на материнской плате консоли, эти повреждения будут влиять и после того как мод-чип удалён. Поэтому все работы по установке\удалению мод-чипа нужно проводить очень внимательно и аккуратно. Если какая-то точка для пайки оказались повреждённой, нужно восстановить это место на плате и использовать другую точку (альтернативную), это возможно в 90% случаев.
ВНЕШНИЕ ССЫЛКИ: Мод-чипы которые работают c PStwo v14a и старше > ОПИСАНИЕ ФУНКЦИЙ: Macrovision OFF (что такое Macrovision и зачем его отключать), DevMode и т.д.