Deze slimme, intelligente acculader laadt een Li-IOn-accu snel op door 3 cruciale parameters te bewaken, namelijk constante stroom, constante spanning en een constante temperatuur van 25 graden Celsius.
De post legt uitvoerig uit 3 Hi-End, automatisch, geavanceerd, enkele chip CC / CV of constante stroom, constante spanning 3,7 V Li-Ion batterijlader circuits, met behulp van gespecialiseerde Hi-End IC TP4056, IC LP2951, IC LM3622, met batterij temperatuurdetectie en afsluitmogelijkheid.
Ontwerp # 1
BESCHRIJVING VAN HET CIRCUIT
Het eerste ontwerp is waarschijnlijk het slimste en bevat de IC TP4056, een uitgebreide lineaire batterijlader-IC met constante stroom (CC) en constante spanning (CV), speciaal ontworpen voor het veilig opladen van eencellige lithium-ionbatterijen.
Het wordt geleverd met een SOP-pakket en nauwelijks externe componenten, waardoor de IC TP4056 speciaal geschikt is voor draagbare Li-Ion-oplaadtoepassingen.
Bovendien kan de TP4056 ook werken met adapterbenodigdheden op basis van USB en stopcontacten.
Dit slimme ontwerp is niet afhankelijk van een blokkeerdiode vanwege de aanwezigheid van een interne PMOSFET-architectuur die is geconfigureerd om elke vorm van negatieve laadstroom in het circuit te voorkomen.
Een speciale thermische terugkoppelingslus is inbegrepen om de laadstroom te regelen om de lichaamstemperatuur te beperken tijdens gebruik in de modus met hoog vermogen of bij hoge omgevingstemperaturen.
De de volledige laadspanning is vastgesteld op 4.2V , terwijl de laadstroom extern kan worden aangepast via een bepaalde enkele weerstand.
De IC TP4056 is uitgerust om de laadcyclus automatisch uit te schakelen zodra de laadstroom is gedaald tot 1 / 10e van de ingestelde waarde, nadat de laatste float-spanning is bereikt.
Enkele van de andere hoofdfuncties van deze IC TP4056 zijn onder meer een ingebouwd stroommonitorcircuit, een onderspanningsvergrendeling, een automatische hervatting van het opladen en een aantal status-pinouts om aan te geven dat de volledige lading is uitgeschakeld en de voedingsingangsspanning is ingeschakeld.
IC TP4056 afbeelding en pinout-opstelling
EIGENSCHAPPEN en SPECIFICATIES
- Laadstroom kan worden geprogrammeerd tot een max. 1000mA
- Het circuit kan vrij zijn van stroomtoestellen, detectieweerstand of blokkeerdiode.
- Een volwaardige lineaire oplader in SOP-8-pakket voor het opladen van toepassingen van eencellige lithium-ionbatterijen.
- Ontworpen om een constante stroom / constante spanning te produceren
- Geschikt voor het opladen van eencellige Li-ionbatterijen via directe USB-poortplug-in
- Intern ingesteld 4,2 V constante laadspanning met +/- 1,5% nauwkeurigheid
- Bevat een automatische herlaadinitialisatie.
- Een dubbele LED-compatibele oplaadstatusuitgangspennen voor indicatiedoeleinden
- C / 10 Oplaadbeëindiging of automatische uitschakelfunctie
- Druppelladen wordt gestart zodra een drempel van 2,9 V wordt bereikt.
· Een interne Soft-Start-processor beperkt en verhindert inschakelstroomstoten - Wordt geleverd met een 8-afleidingen SOP-pakket, de radiator moet op GND worden aangesloten.
ABSOLUTE MAXIMALE BEOORDELINGEN
- Ingangsvoedingsspanning (VCC): - 0,3V ～ 8V ·
- TEMP: -0,3V ～ 10V
- CE ： -0,3 V ～ 10 V.
- BAT-kortsluitingsduur: continu
- BAT Pin stroom: 1200mA
- PROG Pin Stroom: 1200uA
- Maximale junctietemperatuur: 145 ° C
- Bereik omgevingstemperatuur: -40 ° C ～ 85 ° C
- Loodtemperatuur (solderen, 10 sec): 260 ° C
TOEPASSINGEN
- Mobiele telefoons, PDA's, GPS
- Oplaadstations en sledes
- Digitale fotocamera's, draagbare apparaten
- USB-busgevoede laders, laders
Pinout-specificatie en functionerende details van TP4056 IC
TEMP (pin 1): ingang temperatuurdetectie
De TEMP-pin aansluiten op de uitgang van een NTC-thermistor in een lithium-ionbatterij. Als de spanning van de TEMP-pin gedurende minimaal 0,15 seconden of langer onder 45% of boven 80% van de voedingsspanning VIN daalt, geeft dit aan dat de temperatuur van de batterij simpelweg te hoog of te laag is, en wordt het opladen op deze positie gestopt. De temperatuurdetectiefunctie kan worden uitgeschakeld door de TEMP-pint op de grondrail te bevestigen.
PROG (Pin 2): is geassocieerd met de constante laadstroominstelling en kan worden ingesteld door een weerstand RI (prog) van deze pin2 aan GND te bevestigen.
In de voorlaadmodus wordt de spanning van de ISET-pin geregeld tot ongeveer 0,2V. en in de modus voor constante laadstroom wordt de spanning van de ISET-pin geregeld tot ongeveer 2V. In alle modi en tijdens het opladen, kan de spanning op de ISET-pin worden gebruikt om de laadstroom via een meter te bewaken.
GND (Pin3): aardklem
Vcc (pin 4): positieve ingangsspanning
VIN is de voedingsingang voor het interne circuit om te werken. Elke keer dat het VIN ongeveer 30 mv onder de BAT-pin-spanning daalt, gaat de TP4056 in de slaapstand met laag energieverbruik, waardoor de BAT-penstroom onder 2uA wordt verminderd.
BAT (Pin5): Accu-aansluitpin.
Verbind de positieve pool van de batterij met de BAT-pin. BAT-pin verbruikt minder dan 2uA stroom wanneer de chip zich in de uitschakelmodus of in slaapmodus bevindt. BAT-pin biedt laadstroom voor de aangesloten batterij en presenteert deze met een spanningsregeling van nauwkeurige 4.2V.
(Pin6): Open Drain Charge Status Output, elke keer dat de batterij het uitschakelpunt van de Charge Termination bereikt, wordt deze pinout laag gesleept door een ingebouwde schakelaar, maar normaal blijft deze pin in hoge impedantiestatus.
(Pin7): Open Drain Charge Status Output Zodra de batterij is aangesloten en begint met opladen, wordt deze pinout laag gehouden door een ingebouwde schakelaar, in elk ander geval wordt de pin op een hoge impedantie gehouden.
CE (Pin8): Chip Enable Input. Een hoge input maakt het mogelijk dat de unit zich in de typische bedrijfsmodus bevindt.
Door de CE-pin naar een logisch laag niveau te slepen, wordt de TP4056-chip in een uitschakel- of uitschakelmodus gedwongen.
De CE-pin is compatibel en kan worden gekoppeld aan TTL- of CMOS-logische triggers.
Oplaadcircuit Li-ionbatterij met TP4056
Het volgende ontwerp vertegenwoordigt het typische Li-ion-acculadercircuit met functies voor constante stroom en constante spanning en met automatische beëindiging bij 4,2 V.
De volgende afbeelding toont de details van de LED-statusindicatie voor het hierboven besproken CV, CC Li-Ion-acculadercircuit.
Met dank aan: NanJing Top Power ASIC Corp.
Ontwerp 2: Intelligente Li-Ion-batterijlader met slechts één IC LP2951
In het volgende bericht wordt een heel eenvoudig maar veilig Li-Ion-batterijopladercircuit uitgelegd met slechts één IC LP2951.
In tegenstelling tot loodzuuraccu's is een voordeel van de Li-Ion-accu's dat ze aanvankelijk met 1C kunnen worden opgeladen. Dit betekent dat de laadstroom in het begin even hoog kan zijn als de nominale AH van de batterij.
Het ontwerp dat in dit artikel wordt gepresenteerd, kan worden gebruikt om een enkele 3,7 V Li-ion-cel of een standaard mobiele telefoonbatterij extern op een relatief lagere snelheid op te laden.
Het diagram toont een configuratie die werd gebruikt voor het opladen van een Li-ion-cel van een draagbare stereo-eenheid.
De oplaadspecificatie van het circuit kan worden samengevat als onder:
- Maximale laadstroom = 150mA
- Volle lading volt = 4.2V +/- 0.025V
- Laadstroom = ingesteld op stroomlimiet laadmodus.
Hoe het werkt
In het gegeven circuit wordt de IC LP2951 de belangrijkste actieve component die specifiek is gekozen omdat deze een uitgangsspanning kan leveren die zeer stabiel is bij temperaturen.
Het apparaat beschikt ook over een ingebouwd stroomregelsysteem dat de output beperkt tot het produceren van stroom boven de 160mA-markering.
Bovendien is het IC volledig kortsluitvast en bevat het een thermische uitschakelfunctie.
De weergegeven weerstandswaarden zijn precies zo gekozen dat de IC een exacte 4.2V genereert aan de uitgang waar de cel is aangesloten.
De trimmer is toegevoegd om de spanning te verfijnen voor het geval er een discrepantie is met de weerstandstolerantie en beoordelingen.
Aanvankelijk, wanneer de specifieke ontladen cel een spanningsniveau heeft dat lager is dan de 4.2V, genereert de IC een maximale stroom naar de cel die ongeveer 160mA is, zoals hierboven besproken.
Deze initiële stroomstoot laadt de cel snel op, zodat deze op zijn vroegst de volledige laadwaarde van 4,2 V bereikt.
Zodra de klemspanning van de Li-Ion-cel de 4.2V-markering bereikt, remt de IC LP2951 onmiddellijk de stroom, zodat de batterij langer het 4.2V-niveau kan overschrijden.
Het bovenstaande proces benadrukt de constante spanningsregeling van de IC's tijdens de laadcyclus.
De grote weerstanden die in het circuit zijn opgenomen, zorgen voor de 'UIT'-stroom van de batterij tot onder 2mA, de 330pF-condensator stabiliseert het circuit tegen ongewenste geluiden die worden gecreëerd bij het feedbackknooppunt met hoge impedantie.
De diode aan de uitgang dient uiteraard om te voorkomen dat de batterijspanning terugstroomt naar de IC als er geen ingangsspanning is.
Ontwerp 3: nog een efficiënte oplader voor Li-Ion met behulp van IC LM3622
Hier bespreken we een stroomgestuurd Li-ion-batterijopladercircuit dat speciaal is ontworpen om alle typen Li-ion-batterijen zeer veilig en zonder enige overwegingen op te laden.
Over het algemeen wordt aangeraden een Li-ion-accu met de grootste zorg en voorzichtigheid op te laden, aangezien dit type accu's vatbaar is voor onmiddellijke schade of explosies als de gespecificeerde oplaadmaatregelen niet worden toegepast.
Dank aan TEXAS INSTRUMENTS voor het leveren van deze prachtige chip, de LM3622, een uitstekende Li-Ion-oplader, controller-apparaat.
Hoe het circuit functioneert
Het IC is ontworpen om een constante stroom bij constante spanning te genereren, een basisvoorwaarde voor alle Li-Ion-accu's. De IC kan worden geconfigureerd voor het opladen van een enkele Li-Ion-cel of een pakket van vele.
Het circuit dat de IC LM3622 gebruikt, kan worden gevoed met spanningen van 5 tot 24V, afhankelijk van de laadbehoeften en de aangesloten batterij.
Het IC heeft geen externe precisieweerstanden nodig om de functies te implementeren. Bovendien heeft het IC een verwaarloosbare afvoer van minder dan 200 nA stroom uit de batterij bij afwezigheid van een ingangsspanning.
Het ingebouwde circuit van de chip regelt nauwkeurig de laadstroom door het principe van temperatuurgecompenseerde bandafstand-referentie.
De stroom wordt geregeld, maar het gebeurt via een externe stroomwaarnemingsweerstand. Het band gap-principe resulteert in een efficiënte besturingsprestatie van het circuit en ook van de ingangsvoedingsspanning.
Het getoonde stroomgestuurde Li-Ion-acculadercircuit illustreert een lineair Li-Ion-acculaderontwerp met lage uitval dat in staat is een enkele 3,7 V Li-Ion-cel op te laden.
Voor het inschakelen van laagspanningsdetectie kunnen de schakelaars J1 en J2 op de juiste manier worden geselecteerd. De IC start het laadproces door eerst de spanning van de cel te detecteren en de 'activeringsstatus' van de laagspanningsdetectie te activeren.
De transistor Q2 komt onmiddellijk in de bedrijfstoestand zodra de aangesloten batterij het beoogde regelniveau bereikt, bepaald door de interne instelling van de IC. Q2 begint nu met het leveren van een gereguleerde spanning aan de aangesloten batterij, waardoor een laadmodus met constante spanning van het circuit wordt geïnitieerd .
In de bovenstaande situatie ontvangt de accu een constante geregelde spanning over zijn aansluitingen, terwijl de laadstroom wordt bewaakt afhankelijk van het laadniveau over de accu. Bij het bereiken van een volledige laadtoestand, wordt de laadstroom naar de batterij aanzienlijk verminderd tot een veilige waarde.
Slimme Li-ion batterijlader schakelschema met behulp van IC LM3622
Dit waren de top 3 slimme, intelligente Li-ion-batterijopladercircuits voor jou, als je nog meer ideeën of informatie hebt over dergelijke slimme ontwerpen, aarzel dan niet om ze te uiten via opmerkingen.
Een paar: 7 gemodificeerde sinusomvormercircuits onderzocht - 100W tot 3kVA Volgende: 4 eenvoudige clap-schakelcircuits [getest]
