3 inteligentne ładowarki akumulatorów litowo-jonowych wykorzystujące TP4056, IC LP2951, IC LM3622

Ta inteligentna, inteligentna ładowarka akumulatorów szybko naładuje akumulator Li-IOn, monitorując 3 kluczowe parametry, którymi są stały prąd, stałe napięcie i stała temperatura 25 stopni Celsjusza.

Post szczegółowo wyjaśnia 3 Hi-End, automatyczne, zaawansowane, jednoukładowe CC / CV lub prąd stały, Obwody ładowania akumulatorów Li-Ion o stałym napięciu 3,7 V, wykorzystujące wyspecjalizowane układy scalone Hi-End TP4056, IC LP2951, IC LM3622, z funkcją wykrywania i zakończenia temperatury akumulatora.

Projekt nr 1

OPIS OBWODU

Pierwszy projekt jest prawdopodobnie najmądrzejszy i zawiera układ scalony TP4056, który jest wszechstronnym układem scalonym do ładowania akumulatorów liniowych stałoprądowych (CC) i stałego napięcia (CV), zaprojektowanym specjalnie do bezpiecznego ładowania pojedynczych ogniw litowo-jonowych.

Jest dostarczany z pakietem SOP i prawie żadną liczbą komponentów zewnętrznych, dzięki czemu IC TP4056 jest szczególnie przydatny do przenośnych zastosowań ładowania litowo-jonowego.

Ponadto TP4056 może również współpracować z zasilaczami USB i gniazdami ściennymi.

Ten inteligentny projekt nie jest zależny od żadnej diody blokującej ze względu na obecność wewnętrznej architektury PMOSFET, która jest skonfigurowana tak, aby zapobiegać jakimkolwiek ujemnym prądom ładowania w obwodzie.

Specjalna pętla sprzężenia zwrotnego termicznego służy do regulacji prądu ładowania w celu ograniczenia temperatury ciała podczas używania w trybie pracy z dużą mocą lub przy wysokich temperaturach otoczenia.

Plik Pełne napięcie ładowania jest ustalone na 4,2 V. , podczas gdy prąd ładowania można regulować zewnętrznie za pomocą danego pojedynczego rezystora.

Układ scalony TP4056 ma funkcję automatycznego wyłączania cyklu ładowania, gdy tylko prąd ładowania spadnie do 1/10 ustawionej wartości, po osiągnięciu końcowego napięcia pływakowego.

Niektóre inne funkcje sieciowe tego układu scalonego TP4056 obejmują wbudowany obwód monitora prądu, blokadę pod napięciem, automatyczne wznowienie ładowania i kilka pinów stanu wskazujących odcięcie pełnego ładowania i przełącznik napięcia wejściowego zasilania WŁĄCZONY.

Obraz IC TP4056 i układ pinów

Arkusz danych TP4056

CECHY I SPECYFIKACJE

• Prąd ładowania można zaprogramować na maksymalnie 1000 mA
• Obwód może być wolny od urządzeń zasilających, rezystora czujnikowego lub diody blokującej.
• Pełnowartościowa ładowarka liniowa w pakiecie SOP-8 do ładowania pojedynczych ogniw litowo-jonowych.
• Zaprojektowany do wytwarzania stałego prądu / stałego napięcia wyjściowego
• Możliwość ładowania akumulatorów litowo-jonowych z pojedynczym ogniwem przez wtyczkę bezpośredniego portu USB
• Wewnętrznie ustawione stałe napięcie ładowania 4,2 V z dokładnością +/- 1,5%
• Obejmuje inicjalizację automatycznego ładowania.
• Podwójne piny wyjściowe stanu ładowania zgodne z diodami LED do celów wskazań
• C / 10 Zakończenie ładowania lub funkcja automatycznego wyłączania
• Ładowanie podtrzymujące jest inicjowane po osiągnięciu progu 2,9 V.
  · Wewnętrzny procesor łagodnego startu ogranicza i hamuje udarowy prąd rozruchowy
• W zestawie 8-odprowadzeniowy pakiet SOP, grzejnik musi być podłączony do GND.

ABSOLUTNE MAKSYMALNE OCENY

• Napięcie zasilania wejściowego (VCC) ： - 0,3 V ～ 8 V ·
• TEMP ： -0,3 V ～ 10 V.
• CE ： -0,3 V ～ 10 V.
• BAT Czas trwania zwarcia ： Ciągły
• Prąd pinowy BAT ： 1200mA
• Prąd pinowy PROG ： 1200uA
• Maksymalna temperatura złącza ： 145 ° C
• Roboczy zakres temperatur otoczenia ： -40 ° C ～ 85 ° C
• Temp. Ołowiu (lutowanie, 10 s) ： 260 ° C

APLIKACJE

• Telefony komórkowe, PDA, GPS
• Stacje ładujące i podstawki
• Cyfrowe aparaty fotograficzne, urządzenia przenośne
• Ładowarki, ładowarki zasilane z magistrali USB

Specyfikacja pinów i szczegóły funkcjonowania układu scalonego TP4056

TEMP (styk 1): Wejście czujnika temperatury

Połączenie pinów TEMP z wyjściem termistora NTC w zestawie akumulatorów litowo-jonowych. Jeśli napięcie pinu TEMP spadnie poniżej 45% lub powyżej 80% napięcia zasilania VIN przez co najmniej 0,15 sekundy lub dłużej, oznacza to, że temperatura akumulatora jest po prostu odpowiednio zbyt wysoka lub nadmiernie obniżona i ładowanie w tej pozycji jest przerywane. Funkcję wykrywania temperatury można wyłączyć, podłączając złącze TEMP do szyny uziemiającej.

PROG (styk 2): jest powiązany z ustawieniem stałego prądu ładowania i może być ustawiony przez podłączenie rezystora RI (prog) z tego styku 2 do GND.

W trybie wstępnego ładowania napięcie na pinie ISET jest regulowane do około 0,2 V. aw trybie stałego prądu ładowania napięcie na pinie ISET jest regulowane do około 2 V. We wszystkich trybach i podczas procesu ładowania napięcie na pinie ISET może być wykorzystane do monitorowania prądu ładowania przez miernik.

GND (styk 3): zacisk uziemienia

Vcc (styk 4): dodatnie napięcie wejściowe

VIN to wejście zasilania dla działania wewnętrznego obwodu. Za każdym razem, gdy VIN spada o około 30 mv poniżej napięcia pinu BAT, TP4056 przechodzi w tryb uśpienia o niskim poborze mocy, zmniejszając prąd pinu BAT poniżej 2uA.

BAT (Pin5): Pin połączenia akumulatora.

Połącz dodatni zacisk akumulatora z pinem BAT. Pin BAT zużywa mniej niż 2uA prądu, gdy chip jest w trybie wyłączenia lub w trybie uśpienia. Pin BAT oferuje prąd ładowania dla podłączonego akumulatora i przedstawia mu regulację napięcia z dokładnością 4,2V.

(Pin6): Wyjście stanu ładowania otwartego drenu, za każdym razem, gdy bateria osiągnie punkt wyłączenia zakończenia ładowania, ten pinout jest przeciągany nisko przez wbudowany przełącznik, ale zwykle ten pin pozostaje w stanie wysokiej impedancji.

(Pin7): Wyjście stanu ładowania otwartego drenu Po podłączeniu akumulatora i rozpoczęciu ładowania, to pinout jest obniżany przez wbudowany przełącznik, w każdym innym przypadku pin jest utrzymywany w stanie wysokiej impedancji.

CE (Pin8): Chip Enable Input. Wysoki sygnał wejściowy umożliwia pracę urządzenia w typowym trybie pracy.

Holowanie sworznia CE do niskiego poziomu logicznego wymusi wyłączenie lub wyłączenie układu TP4056.

Pin CE jest kompatybilny i może być powiązany z wyzwalaczami logicznymi TTL lub CMOS.

Obwód ładowarki akumulatorów litowo-jonowych wykorzystujący TP4056

Poniższa konstrukcja przedstawia typowy obwód ładowarki do akumulatorów litowo-jonowych ze stałym prądem i stałym napięciem oraz z automatycznym zakończeniem przy 4,2 V.

Poniższy rysunek przedstawia szczegóły wskazania stanu diod LED dla omówionego powyżej obwodu ładowarki akumulatorów litowo-jonowych CV, CC.

Dzięki uprzejmości: NanJing Top Power ASIC Corp.

Projekt nr 2: inteligentna ładowarka akumulatorów litowo-jonowych wykorzystująca tylko jeden układ scalony LP2951

Poniższy post wyjaśnia bardzo prosty, ale bezpieczny obwód ładowarki akumulatorów litowo-jonowych przy użyciu tylko jednego układu scalonego LP2951.

W przeciwieństwie do akumulatorów kwasowo-ołowiowych jedną dobrą rzeczą dotyczącą akumulatorów litowo-jonowych jest to, że można je początkowo ładować z prędkością 1C. Oznacza to, że prąd ładowania może być tak wysoki, jak znamionowa wartość AH akumulatora na początku.

Konstrukcja przedstawiona w tym artykule może być używana do zewnętrznego ładowania pojedynczego ogniwa litowo-jonowego 3,7 V lub standardowej baterii telefonu komórkowego w stosunkowo wolniejszym tempie.

Schemat przedstawia konfigurację, która została użyta do ładowania ogniwa litowo-jonowego przenośnego urządzenia stereo.

Arkusz danych LP2951

Specyfikację ładowania obwodu można podsumować następująco:

• Maksymalny prąd ładowania = 150 mA
• Pełne napięcie ładowania = 4,2 V +/- 0,025 V.
• Prąd ładowania = ustawiony w trybie ładowania z ograniczeniem prądu.

Jak to działa

W danym obwodzie układ scalony LP2951 staje się głównym składnikiem aktywnym, który został specjalnie wybrany, ponieważ jest w stanie dostarczyć napięcie wyjściowe, które jest bardzo stabilne w temperaturze.

Urządzenie posiada również wbudowany system regulacji prądu, który ogranicza na wyjściu wytwarzanie prądu powyżej wartości 160 mA.

Ponadto układ scalony jest całkowicie odporny na zwarcia i zawiera funkcję wyłączania termicznego.

Pokazane wartości rezystorów są precyzyjnie dobrane tak, aby układ scalony generował dokładnie 4,2 V na swoim wyjściu, do którego jest podłączona komórka.

Trymer jest dodawany w celu udoskonalenia napięcia w przypadku jakichkolwiek rozbieżności z tolerancją rezystora i wartościami znamionowymi.

Początkowo, gdy konkretne rozładowane ogniwo ma poziom napięcia poniżej 4,2 V, układ scalony generuje maksymalny prąd do ogniwa, który wynosi około 160 mA, jak omówiono powyżej.

Ten początkowy wzrost prądu ładuje ogniwo szybko, tak że najwcześniej osiąga ono pełną wartość znamionową ładowania 4,2 V.

Gdy napięcie na zaciskach ogniwa Li-Ion osiągnie poziom 4,2 V, układ scalony LP2951 natychmiast blokuje prąd, dzięki czemu akumulator może dłużej przekraczać poziom 4,2 V.

Powyższy proces podkreśla zdolność układu scalonego do stałej regulacji napięcia podczas cyklu ładowania.

Rezystory o dużej wartości zawarte w obwodzie zapewniają rozładowanie akumulatora w stanie wyłączonym poniżej 2 mA, kondensator 330 pF stabilizuje obwód przed niepożądanymi szumami wytwarzanymi w węźle sprzężenia zwrotnego o wysokiej impedancji.

Dioda na wyjściu służy oczywiście do zapobiegania wstecznemu przepływowi napięcia akumulatora do układu scalonego przy braku napięcia wejściowego.

Projekt nr 3: kolejna wydajna ładowarka do akumulatorów litowo-jonowych wykorzystująca układ scalony LM3622

Arkusz danych LM3622

Tutaj omawiamy sterowany prądowo obwód ładowarki akumulatorów litowo-jonowych, który został specjalnie zaprojektowany do ładowania wszystkich typów akumulatorów litowo-jonowych w bardzo bezpieczny i bez żadnych rozważań.

Ogólnie zaleca się, aby akumulator litowo-jonowy był ładowany z najwyższą starannością i ostrożnością, ponieważ tego typu akumulatory są podatne na natychmiastowe uszkodzenia lub wybuchy, jeśli nie zostaną zastosowane określone metody ładowania.

Podziękowania dla TEXAS INSTRUMENTS za dostarczenie nam tego wspaniałego chipa, LM3622, który jest doskonałą ładowarką Li-Ion, kontrolerem.

Jak działa obwód

Układ scalony został zaprojektowany do generowania stałego prądu przy stałym napięciu, co jest podstawowym warunkiem dla wszystkich akumulatorów Li-Ion. Układ scalony może być skonfigurowany do ładowania pojedynczego ogniwa Li-Ion lub pakietu wielu.

Obwód wykorzystujący układ scalony LM3622 może być zasilany napięciem od 5 do 24 V w zależności od potrzeb ładowania i podłączonego akumulatora.

Układ scalony nie wymaga żadnych precyzyjnych rezystorów zewnętrznych do realizacji funkcji. Co więcej, układ scalony ma znikomy pobór mniejszy niż 200nA prądu z akumulatora przy braku napięcia wejściowego.

Wbudowany obwód chipa precyzyjnie reguluje prąd ładowania na zasadzie odniesienia z przerwą energetyczną z kompensacją temperatury.

Prąd jest regulowany, jednak odbywa się to za pomocą zewnętrznego rezystora pomiarowego prądu. Zasada pasma wzbronionego zapewnia wydajną kontrolę działania obwodu, a także wejściowego napięcia zasilania.

Pokazany obwód ładowarki do akumulatorów Li-Ion ze sterowaniem prądem ilustruje liniową konstrukcję ładowarki akumulatorów Li-Ion o niskim spadku, która jest w stanie ładować pojedyncze ogniwo litowo-jonowe 3,7 V.

W celu umożliwienia detekcji niskiego napięcia można odpowiednio dobrać przełączniki J1 i J2. Układ scalony rozpoczyna proces ładowania, najpierw wykrywając napięcie ogniwa i „aktywując stan” wykrywania niskiego napięcia.

Tranzystor Q2 natychmiast przechodzi w stan pracy, gdy tylko podłączony akumulator osiągnie docelowy poziom regulacji, określony przez wewnętrzne ustawienie IC. Q2 zaczyna teraz dostarczać regulowane napięcie do podłączonego akumulatora, inicjując tryb ładowania stałego napięcia obwodu .

W powyższej sytuacji akumulator otrzymuje stałe, regulowane napięcie na swoich zaciskach, a prąd ładowania jest monitorowany w zależności od poziomu naładowania akumulatora. Po osiągnięciu stanu pełnego naładowania prąd ładowania do akumulatora zostaje znacznie zmniejszony do bezpiecznej wartości.

Schemat obwodu inteligentnej ładowarki akumulatorów litowo-jonowych wykorzystujący układ scalony LM3622

Były to trzy najlepsze inteligentne, inteligentne obwody ładowania akumulatorów litowo-jonowych dla Ciebie. Jeśli masz więcej pomysłów lub informacji, które zmieniają takie inteligentne projekty, możesz je wyrazić w komentarzach.