Circuit de carregador de bateria NiMH

Un únic xip d’última generació, un transistor i uns quants components passius de baix cost són els únics materials necessaris per fabricar aquest circuit automàtic de carregador de bateries NiMH excepcional, autoregulat i controlat per sobrecàrrega. Estudiem tota l’operació explicada a l’article.

Principals característiques:

Com funciona el circuit del carregador

En referència al diagrama, veiem que s’utilitza un únic CI que, per si sol, compleix la funció d’un versàtil circuit de carregador de bateries d’alt nivell i ofereix la màxima protecció a la bateria connectada mentre el circuit el carrega.

FITXA DE DADES COMPLETA

Això ajuda a mantenir la bateria en un entorn saludable i, tot i així, carregar-la amb una velocitat relativament ràpida. Aquest CI garanteix una durada elevada de la bateria fins i tot després de molts centenars de cicles de càrrega.

El funcionament intern del circuit del carregador de bateria NiMH es pot entendre amb els punts següents:

Quan el circuit no s’alimenta, l’IC entra en mode de suspensió i la bateria carregada es desconnecta del pin IC rellevant per l’acció del circuit intern.

El mode de repòs també s'activa i el mode d'apagada s'inicia quan la tensió d'alimentació supera el llindar especificat de l'IC.

Tècnicament, quan el Vcc supera el límit fixat per ULVO (sota bloqueig de tensió), l’IC activa el mode de suspensió i desconnecta la bateria del corrent de càrrega.

Els límits ULVO es defineixen pel nivell de diferència de potencial detectat a les cèl·lules connectades. Això significa que el nombre de cel·les connectades determina el llindar d’aturada de l’IC.

El nombre de cel·les a connectar s’ha de programar inicialment amb l’IC mitjançant la configuració de components adequada.

La velocitat de càrrega o el corrent de càrrega es pot configurar externament mitjançant una resistència de programa connectada al pin PROG des del CI.

Amb la configuració actual, un amplificador incorporat fa que aparegui una referència virtual d'1,5 V a través del pin PROG.

Això significa que ara el corrent de programació flueix a través d’un canal FET integrat cap al divisor actual.

El divisor de corrent és gestionat per la lògica de control de l’estat del carregador que produeix una diferència de potencial entre la resistència, creant una condició de càrrega ràpida per a la bateria connectada.

El divisor de corrent també és responsable de proporcionar un nivell de corrent constant a la bateria a través del pin Iosc.

El pin anterior, junt amb un condensador TIMER, determina la freqüència de l’oscil·lador que s’utilitza per subministrar l’entrada de càrrega a la bateria.

El corrent de càrrega anterior s’activa a través del col·lector del transistor PNP connectat externament, mentre que el seu emissor està equipat amb el pin SENSE de l’IC per proporcionar la informació de la taxa de càrrega a l’IC.

Coneixement de les funcions de pinout del LTC4060

La comprensió de les sortides de pin del CI facilitarà el procediment de construcció d’aquest circuit de carregador de bateria NiMH, anem a revisar les dades amb les instruccions següents:

DRIVE (pin # 1): el pin està connectat a la base del transistor PNP extern i s’encarrega de proporcionar la polarització de la base al transistor. Això es fa aplicant un corrent de pujada constant a la base del transistor. El pin out té una sortida protegida actual.

BAT (pin núm. 2): aquest pin s'utilitza per controlar el corrent de càrrega de la bateria connectada mentre el circuit la carrega.

SENSE (pin # 3): com el seu nom indica, detecta el corrent de càrrega aplicat a la bateria i controla la conducció del transistor PNP.

TIMER (pin # 4): defineix la freqüència de l’oscil·lador de l’IC i ajuda a regular els límits del cicle de càrrega juntament amb la resistència que es calcula a les sortides de pin PROG i GND de l’IC.

SHDN (pin # 5): quan aquest pin out es dispara, l'IC apaga l'entrada de càrrega de la bateria, minimitzant el corrent de subministrament a l'IC.

PAUSA (pin núm. 7): aquest pin out es pot utilitzar per aturar el procés de càrrega durant algun període de temps. Es pot restaurar el procés proporcionant un nivell baix de tornada al pin out.

PROG (pin # 7): es crea una referència virtual d'1,5 V a través d'aquest pin mitjançant una resistència connectada a través d'aquest pin i terra. El corrent de càrrega és 930 vegades el nivell del corrent que circula per aquesta resistència. Per tant, aquest pinout es pot utilitzar per programar el corrent de càrrega alterant el valor de la resistència adequadament per determinar diferents taxes de càrrega.

ARCT (pin # 8): és el pinout de recàrrega automàtica de l’IC i s’utilitza per programar el nivell de corrent de càrrega llindar. Quan la tensió de la bateria cau per sota d’un nivell de tensió preprogramat, la càrrega es reinicia a l’instant.

SEL0, SEL1 (pin # 9 i # 10): aquestes sortides de pin s'utilitzen per fer compatible l'IC amb un nombre diferent de cel·les a carregar. Per a dues cel·les, SEL1 està connectat a terra i SEL0 a la tensió d’alimentació de l’IC.

Com carregar la sèrie 3 Nombre de cel·les

Per carregar tres cel·les de la sèrie, SEL1 s’adapta al terminal de subministrament mentre que SEL0 està connectat a terra. Per condicionar quatre cel·les en sèrie, tots dos pins estan connectats al carril d’alimentació, és a dir, al positiu de l’IC.

NTC (pin núm. 11): es pot integrar una resistència NTC externa a aquest pin per fer funcionar el circuit respecte als nivells de temperatura ambient. Si les condicions es tornen massa calentes, el pin fora el detecta a través del NTC i tanca el procediment.

CHEM (pin # 12): aquest pin out detecta la química de la bateria en detectar els paràmetres de nivell Delta V negatius de les cèl·lules de NiMH i selecciona els nivells de càrrega adequats segons la càrrega detectada.

ACP (pin núm. 13): com es va comentar anteriorment, aquest pin detecta el nivell de Vcc, si arriba per sota dels límits especificats, en aquestes condicions el pinout es converteix en una impedància elevada, apagant l'IC en mode de repòs i apagant el LED. Tot i això, si el Vcc és compatible respecte a les especificacions de càrrega completa de la bateria, aquest pinout es redueix, il·luminant el LED i iniciant el procés de càrrega de la bateria.

CHRG (pin # 15): un LED connectat a aquest pin out proporciona les indicacions de càrrega i indica que s'estan carregant les cel·les.

Vcc (pin núm. 14): és simplement el terminal d’entrada de subministrament de l’IC.

GND (pin núm. 16): com a dalt, és el terminal de subministrament negatiu de l’IC.