[Superfonarik.ru 0]

Приветствую глубокоуважаемых эмбеддеров.

 

Нам требуется разработать небольшую платку и прошивку для МК.

На выходе - схема, гербер, исходники, работающий без глюков прототип.

 

Цена разработки - обсуждается в разумных пределах. По предварительным прикидкам, тысяч 50 (+/-) рублей заплатить готовы.

 

Заинтересованным эмбеддерам - скидывайте предложения на [email protected]

 

--------------------------------------------

Назначение изделия:

Плата защиты литий-ионного аккумулятора

 

Используется в составе защищенного ("Protected") литий-ионного аккумулятора формата "18650".

Служит для защиты аккумулятора от глубокого разряда, перезаряда и короткого замыкания.

 

Исполнение:

Круглая печатная плата диаметром 17мм (с учетом допусков на фрезеровку).

Компоненты с одной стороны платы.

 

Описание:

Печатная плата ставится в разрыв цепи аккумулятора, после чего собирается вместе

с аккумулятором в аккумуляторную сборку. Для конечного пользователя плата работает "прозрачно", т.е. аккумулятор снаружи выглядит точно так же, как и без платы, только чуть длиннее.

 

Плата располагается с торца АКБ с "-" стороны, компонентами в сторону АКБ.

Между торцом аккумулятора и компонентами располагается круглая изолирующая прокладка.

 

Плата выглядит примерно так:

Собирается примерно так:

 

К плате со стороны компонентов припаиваются провода к "-", "+" контактам. При этом

плата разрывает "-" контакт, и для потребителя выводит его на металлизированную нижнюю

сторону платы.

 

Плата содержит микроконтроллер, силовой MOSFET-ключ и источник опорного напряжения

(встроенный в МК или отдельный), токоизмерительный резистор.

 

Принцип работы:

Vcell - Напряжение на аккумуляторе

Icell - ток в цепи АКБ

Vmax - напряжение защиты от перезаряда (4.25V)

Vsafe - напряжение дополнительной защиты от перезаряда (4.35V)

Vmin - напряжение первой ступени разряда (2.9V)

Vmin2 - напряжение полного разряда АКБ (2.3V)

Imaxdisch - предельно допустимый ток, срабатывания защиты от КЗ (7.5A)

Imaxcharg - предельно допустимый ток срабатывания защиты по превышению тока заряда (6A)

Tovercurrent - время превышения током допустимого значения (1s)

Trefresh - время, через которое АКБ включается после срабатывания защиты по току (1s)

 

Микроконтроллер измеряет напряжение на аккумуляторе Vcell 1 раз в секунду, сравнивая его

с опорным.

С помощью токоизмерительного резистора МК измеряет также каждые 10ms ток Icell, протекающий в цепи.

 

Защита от перезаряда:

В случае, если Vcell за 4 последовательных измерения превышает Vmax,

контроллер выключает MOSFET-ключ. Если Vcell превышает Vsafe, МК разрывает цепь сразу, с первого

измерения.

Включение цепи происходит в двух случаях:

1) Vcell падает до Vmax - 20mV

2) при подключении нагрузки (Icell > 0)

 

Защита от короткого замыкания:

При разряде, если Icell > Imaxdisch в течение времени Tovercurrent, МК разрывает цепь.

По прошествии Trefresh цепь включается.

 

Также, при зарядке, если Icell > Imaxcharg в течение Tovercurrent, МК также разрывает цепь.

Для включения цепи необходимо отключение и подключение зарядного напряжения.

 

Защита от переразряда:

При разряде АКБ ниже Vmin в течение 4 последовательных измерений, МК ограничивает ток,

снимаемый с аккумулятора, значением 100мА с помощью ШИМ на силовом ключе.

 

При разряде ниже Vmin2 микроконтроллер разрывает цепь.

Включение цепи происходит при подаче зарядного напряжения.

 

Необходимо минимизировать ток потребления платы без нагрузки, в идеальном случае - микроамперы.

 

Защита схемы:

Схема должна предусматривать защиту от неправильной полярности питающего напряжения,

подачи на внешние выводы АКБ напряжения до 12В.

 

Соображения по компонентам и разводке платы:

Предлагается использовать МК AtTiny5 в корпусе 8MA4.

[KondratevAV 0]

Вот ведь молодец какой, сразу все подробно расписал!

Готов взяться за работу. Пишите на kondratjevav {a} rambler {тчк} ru

[Электронщик 1]

оффтоп...только не лупите меня...

вопрос может быть и тупой...или я...а чем и как будет питаться MCU....

[novchok 0]

Шлейфик на картинке разорванный и есть питание MCU. А потребителю вывод после MCU как я понимаю будет снизу платы, там где нет деталей.

Скоро в батарейки будут встраивать радиомодули, которые будут считывать окружающие радиосигналы и отсылать информацию в секретные службы :)

И будут наши спецслужбы репу чесать откуда инфа просачивается. А оказывается с батареек в фонарике у охраны.

А если электрошокер, так там и видео можно запузырить :)

Изменено 11 декабря, 2012 пользователем novchok

[pfc 0]

ставим http://www.linear.com/product/LTC4365

[Superfonarik.ru 0]

ставим http://www.linear.com/product/LTC4365

Как это поможет сделать ограничение тока значением 100мА в диапазоне разряда от 2.9В до 2.3В?

[telix 0]

Как это поможет сделать ограничение тока значением 100мА в диапазоне разряда от 2.9В до 2.3В?

 

AVR Tiny10 http://www.atmel.com/Images/8127S.pdf

PIC10 http://www.farnell.com/datasheets/1669382.pdf

Оба в корпусе SOT23-6.

На них сделать реально. Я б начал с AVR, она работает от 1.8 и потребляет меньше.

Изменено 11 декабря, 2012 пользователем telix

[Superfonarik.ru 0]

AVR Tiny10 http://www.atmel.com/Images/8127S.pdf

PIC10 http://www.farnell.com/datasheets/1669382.pdf

Оба в корпусе SOT23-6.

На них сделать реально. Я б начал с AVR, она работает от 1.8 и потребляет меньше.

Нам кажется, что Tiny5 интереснее, корпус UDFN 8MA4 на 8 ног и всего 2х2х0.5мм. А пайка все равно автоматом. Впрочем, Tiny10 тоже в этих корпусах выпускаются, но смысл?

Изменено 11 декабря, 2012 пользователем superfonarik.ru

[Электронщик 1]

кто покажет как питать устройство...где взять 1,8В

[VIT_KRAS 0]

Какие ограничения по высоте платы?

[Superfonarik.ru 0]

Устройство питается от самого АКБ. Для этого к плате подведены "+" и "-" контакты от аккумулятора.

 

Высота платы - чем меньше, тем лучше. В идеале вместе с текстолитом влезть в 1 миллиметр.

[Электронщик 1]

ибо на фото просто контролька тока в разрыве...

а Вы предлагаете дополнительный провод пустить на плату....

[Superfonarik.ru 0]

ибо на фото просто контролька тока в разрыве...

а Вы предлагаете дополнительный провод пустить на плату....

На фотографии оно разорвано для наглядности. :)

[Aner 3]

Много хотите за малые деньги. Еще много чего не напиасали, что нужно. AtTiny5 не устроит из-за потребления в разных режимах. Нужен проц с минимальным рабочим 0.8В, и током под 50nA в слипе. Аналогичный проект сделали для китайской компании но не за эти деньги. Также пришлось получать CE, проходить EMI. Незабудьте про -40+85С всего устройства. А также что делать ключам, если проц зависнет. В итоге китайцы сделали чип и год как поставляют комуто много. Может вам поискать эти готовые чипы? Чем повторять пройденное, наступая на грабли которые у вас впереди.

[serg32 0]

А чем не устраивают аккумы со встроенной защитой, они же вроде всего на доллар дороже?

 

Если делаете свой девайс, то защиту лучше возложить на основной контроллер.

 

А за подробнейшее описание как должна работать плата защиты, спасибо :)