Obwód ładowarki akumulatora NiMH

Pojedynczy, najnowocześniejszy chip, tranzystor i kilka innych niedrogich elementów pasywnych to jedyne materiały potrzebne do wykonania tego wyjątkowego, samoregulującego, kontrolowanego przez ładowanie, automatycznego obwodu ładowarki akumulatorów NiMH. Przeanalizujmy całą operację wyjaśnioną w artykule.

Główne cechy:

Jak działa obwód ładowarki

Odnosząc się do schematu, widzimy, że używany jest pojedynczy układ scalony, który sam pełni funkcję uniwersalnego obwodu ładowarki o wysokiej jakości i zapewnia najwyższą ochronę podłączonego akumulatora podczas ładowania przez obwód.

PEŁNY ARKUSZ DANYCH

Pomaga to utrzymać baterię w zdrowym środowisku, a jednocześnie ładować ją w stosunkowo szybkim tempie. Ten układ scalony zapewnia wysoką żywotność baterii nawet po wielu setkach cykli ładowania.

Wewnętrzne funkcjonowanie obwodu ładowarki akumulatorów NiMH można zrozumieć z następujących punktów:

Gdy obwód nie jest zasilany, układ scalony przechodzi w tryb uśpienia, a naładowany akumulator jest odłączany od odpowiedniego wyprowadzenia układu scalonego przez działanie wewnętrznego obwodu.

Tryb uśpienia jest również wyzwalany, a tryb wyłączania jest inicjowany, gdy napięcie zasilania przekroczy określony próg układu scalonego.

Technicznie rzecz biorąc, gdy Vcc przekroczy ustalony limit ULVO (blokada pod napięciem), układ scalony uruchamia tryb uśpienia i odłącza akumulator od prądu ładowania.

Granice ULVO są określone przez poziom różnicy potencjałów wykrywany w podłączonych komórkach. Oznacza to, że liczba podłączonych ogniw określa próg wyłączenia układu scalonego.

Liczba komórek, które mają być połączone, musi być wstępnie zaprogramowana za pomocą układu scalonego poprzez odpowiednie ustawienia komponentów. Problem jest omówiony w dalszej części artykułu.

Szybkość ładowania lub prąd ładowania można ustawić zewnętrznie za pomocą rezystora programowego podłączonego do wyprowadzenia PROG poza układem scalonym.

W obecnej konfiguracji wbudowany wzmacniacz powoduje pojawienie się wirtualnego odniesienia 1,5 V na pinie PROG.

Oznacza to, że teraz prąd programowania przepływa przez wbudowany tranzystor FET z kanałem N w kierunku dzielnika prądu.

Dzielnik prądu jest obsługiwany przez logikę sterowania stanem ładowarki, która wytwarza różnicę potencjałów na rezystorze, tworząc stan szybkiego ładowania dla podłączonego akumulatora.

Dzielnik prądu jest również odpowiedzialny za zapewnienie stałego poziomu prądu do akumulatora poprzez pin Iosc.

Powyższe wyprowadzenie w połączeniu z kondensatorem TIMER określa częstotliwość oscylatora używaną do dostarczania wejścia ładowania do akumulatora.

Powyższy prąd ładowania jest aktywowany przez kolektor zewnętrznie podłączonego tranzystora PNP, podczas gdy jego emiter jest wyposażony w wyprowadzony pin SENSE układu scalonego, który dostarcza informacje o szybkości ładowania do układu scalonego.

Zrozumienie funkcji pinoutów LTC4060

Zrozumienie pinów układu scalonego ułatwi procedurę budowy tego obwodu ładowarki akumulatorów NiMH, przejdźmy przez dane za pomocą następujących instrukcji:

DRIVE (pin # 1): Kołek jest podłączony do bazy zewnętrznego tranzystora PNP i jest odpowiedzialny za zapewnienie polaryzacji bazy tranzystora. Odbywa się to poprzez przyłożenie stałego prądu opadającego do podstawy tranzystora. Wyjście pinowe ma wyjście chronione przed prądem.

BAT (styk nr 2): Ten styk służy do monitorowania prądu ładowania podłączonego akumulatora podczas ładowania przez obwód.

SENSE (pin # 3): Jak sama nazwa wskazuje, wykrywa prąd ładowania przyłożony do akumulatora i kontroluje przewodzenie tranzystora PNP.

TIMER (styk nr 4): określa częstotliwość oscylatora układu scalonego i pomaga regulować limity cyklu ładowania wraz z rezystorem obliczanym na wyprowadzeniach PROG i GND układu scalonego.

SHDN (pin # 5): Kiedy ten pin jest wyzwalany w stanie niskim, układ scalony wyłącza wejście ładowania do akumulatora, minimalizując prąd zasilania układu scalonego.

PAUSE (pin # 7): Ten pin może być używany do zatrzymania procesu ładowania na pewien czas. Proces można przywrócić, zapewniając niski poziom z powrotem do wyprowadzenia.

PROG (styk # 7): Wirtualne odniesienie 1,5 V na tym pinie jest tworzone przez rezystor podłączony w poprzek tego pinu i masy. Prąd ładowania jest 930 razy większy niż prąd przepływający przez ten rezystor. Zatem ten układ pinów może być wykorzystany do programowania prądu ładowania przez odpowiednią zmianę wartości rezystora w celu określenia różnych szybkości ładowania.

ARCT (pin # 8): Jest to pinout automatycznego ładowania układu scalonego i służy do programowania progowego poziomu prądu ładowania. Gdy napięcie akumulatora spadnie poniżej zaprogramowanego poziomu, ładowanie jest natychmiast wznawiane.

SEL0, SEL1 (pin # 9 i # 10): Te wyjścia pinów służą do zapewnienia zgodności układu scalonego z różną liczbą ładowanych ogniw. W przypadku dwóch ogniw SEL1 jest podłączony do masy, a SEL0 do napięcia zasilania układu scalonego.

Jak naładować liczbę komórek serii 3

Do ładowania trzech ogniw szeregowo SEL1 jest przymocowany do zacisku zasilania, podczas gdy SEL0 jest podłączony do masy. Aby kondycjonować cztery ogniwa szeregowo, oba piny są podłączone do szyny zasilającej, czyli do plusa układu scalonego.

NTC (styk # 11): Zewnętrzny rezystor NTC może być zintegrowany z tym stykiem w celu zapewnienia pracy obwodu w odniesieniu do poziomów temperatury otoczenia. Jeśli warunki staną się zbyt gorące, wyprowadzenie szpilki wykrywa to przez NTC i przerywa postępowanie.

CHEM (styk nr 12): Ten styk wykrywa skład chemiczny akumulatora, wykrywając parametry ujemnego poziomu Delta V ogniw NiMH i wybiera odpowiednie poziomy ładowania zgodnie z wykrytym obciążeniem.

ACP (pin # 13): Jak omówiono wcześniej, ten pin wykrywa poziom Vcc, jeśli osiągnie on poniżej określonych limitów, w takich warunkach pinout staje się wysoką impedancją, wyłączając układ scalony w trybie uśpienia i wyłączając diodę LED. Jeśli jednak Vcc jest kompatybilny w odniesieniu do specyfikacji pełnego ładowania akumulatora, to pinout zmienia stan na niski, zapalając diodę LED i inicjując proces ładowania akumulatora.

CHRG (pin # 15): Dioda LED podłączona do tego styku zapewnia wskazania ładowania i wskazuje, że ogniwa są ładowane.

Vcc (pin # 14): To po prostu zacisk wejściowy zasilania układu scalonego.

GND (pin # 16): Jak wyżej, jest to ujemny zacisk zasilania układu scalonego.