Esses carregadores de bateria inteligentes e inteligentes carregarão uma bateria Li-IOn rapidamente, monitorando 3 parâmetros cruciais, que são corrente constante, tensão constante e temperatura constante de 25 graus Celsius.
O post explica detalhadamente 3 circuitos de carregador de bateria Hi-End, automáticos, avançados, de chip único CC / CV ou corrente constante, tensão constante de 3,7 V Li-Ion, usando especializados Hi-End IC TP4056, IC LP2951, IC LM3622, com temperatura da bateria sensor e dispositivo de terminação.
Projeto#1
DESCRIÇÃO DO CIRCUITO
O primeiro design é provavelmente o mais inteligente, incorporando o IC TP4056, que é um carregador de bateria linear abrangente de corrente constante (CC), tensão constante (CV) IC especialmente projetado para carregar com segurança baterias de íon de lítio de célula única.
Ele vem com um pacote SOP e quase nenhum componente externo conta, tornando o IC TP4056 especialmente aplicável para aplicações de carregamento de íons de lítio portáteis.
Além disso, o TP4056 também pode funcionar com adaptadores baseados em USB e tomada de parede.
Este design inteligente não depende de nenhum diodo de bloqueio devido à presença de uma arquitetura interna PMOSFET que é configurada para evitar qualquer tipo de corrente de carga negativa no circuito.
Um loop de feedback térmico especial está incluído para regular a corrente de carga para limitar a temperatura do corpo durante o uso no modo de operação de alta potência ou com altas temperaturas ambientes.
A tensão de carga total é fixada em 4,2 V, enquanto a corrente de carga pode ser ajustada externamente através de um único resistor.
O IC TP4056 é caracterizado para desligar automaticamente o ciclo de carga assim que a corrente de carga cair para 1/10 do valor definido, após a tensão flutuante final ser alcançada.
Alguns dos outros recursos principais deste IC TP4056 incluem um circuito de monitor de corrente embutido, um bloqueio de subtensão, uma retomada automática de recarga e algumas pinagens de status para indicar o corte de carga total e o interruptor de tensão de entrada de alimentação LIGADO.
Imagem IC TP4056 e arranjo de pinagem
CARACTERÍSTICAS E ESPECIFICAÇÕES
- A corrente de carga pode ser programada para um máximo de 1000mA
- O circuito pode estar livre de dispositivos de alimentação, resistor de detecção ou um diodo de bloqueio.
- Um carregador linear completo no pacote SOP-8 para aplicações de carregamento de baterias de íon de lítio de célula única.
- Projetado para produzir uma saída de corrente constante/tensão constante
- Capaz de carregar baterias de íon de lítio de célula única através do plug-in de porta USB direta
- Tensão de carga constante de 4,2 V definida internamente com +/-1,5% de precisão
- Inclui uma inicialização de recarga automática.
- Pinos de saída de status de carga compatíveis com LED duplo para fins de indicação
- C/10 Charge Termination ou recurso de desligamento automático
- A carga lenta é iniciada assim que um limite de 2,9 V é atingido.
·Um processador interno Soft-Start limita e inibe a corrente de pico de inrush - Vem com um pacote SOP de 8 derivações, o radiador precisa ser conectado ao GND.
CLASSIFICAÇÕES MÁXIMAS ABSOLUTAS
- Tensão de alimentação de entrada (VCC): -0,3V～8V ·
- TEMP：-0,3V～10V
- CE：-0,3V～10V
- BAT Curto-Circuito Duração: Contínuo
- Corrente do pino BAT: 1200mA
- Corrente do pino PROG: 1200uA
- Temperatura máxima da junção: 145°C
- Faixa de temperatura ambiente operacional: -40°C~85°C
- Temp. de chumbo (Soldagem, 10 seg): 260°C
FORMULÁRIOS
- Celulares, PDAs, GPS
- Docas e suportes de carregamento
- Câmeras fotográficas digitais, dispositivos portáteis
- Carregadores, carregadores alimentados por barramento USB
Especificação de pinagem e detalhes de funcionamento do TP4056 IC
TEMP (Pino 1): Entrada de Sensor de Temperatura
Conectando o pino TEMP com a saída de um termistor NTC na bateria de íon de lítio. Se a tensão do pino TEMP cair abaixo de 45% ou além de 80% da tensão de alimentação VIN por um mínimo de 0,15 segundos ou mais, isso indica que a temperatura da bateria está simplesmente muito alta ou excessivamente reduzida, respectivamente, e o carregamento nesta posição é interrompido. O recurso de detecção de temperatura pode ser desabilitado unindo o pino TEMP ao trilho de aterramento.
PROG (Pino 2): está associado à configuração de corrente de carga constante e pode ser definido anexando um resistor RI(prog) deste pino2 ao GND.
Enquanto no modo de pré-carga, a tensão do pino ISET é regulada para cerca de 0,2V. e no modo de corrente de carga constante, a tensão do pino ISET é regulada para cerca de 2V. Em todos os modos e no processo de carregamento, a tensão no pino ISET pode ser utilizada para monitorar a corrente de carga através de um medidor.
GND (Pin3): Terminal Terra
Vcc (Pino 4): Tensão de Alimentação de Entrada Positiva
VIN é a entrada da fonte de alimentação para o circuito interno operar. Sempre que o VIN cai cerca de 30mv abaixo da tensão do pino BAT, o TP4056 entra no modo de suspensão de baixa potência, reduzindo a corrente do pino BAT abaixo de 2uA.
BAT (Pin5): Pino de conexão da bateria.
Conecte o terminal positivo da bateria ao pino BAT. O pino BAT consome menos de 2uA de corrente sempre que o chip está no modo desabilitado ou no modo de suspensão. O pino BAT oferece corrente de carga para a bateria conectada e apresenta uma regulação de tensão precisa de 4,2V.
(Pin6): Saída de status de carga de drenagem aberta, sempre que a bateria atinge o ponto de desligamento de terminação de carga, esta pinagem é arrastada para baixo através de um interruptor embutido, mas normalmente esse pino permanece em status de alta impedância.
(Pin7): Saída de Status de Carga de Drenagem Aberta Uma vez que a bateria está conectada e começa a carregar, esta pinagem é baixada por um interruptor embutido, em qualquer outro caso o pino é mantido em condição de alta impedância.
CE (Pin8): Entrada de habilitação do chip. Uma entrada alta aqui permite que a unidade esteja no modo de operação típico.
Rebocar o pino CE para um nível lógico baixo forçará o chip TP4056 a um modo de desabilitação ou desligamento.
O pino CE é compatível e pode ser associado a triggers lógicos TTL ou CMOS.
Circuito do carregador de bateria Li-Ion usando TP4056
O projeto a seguir representa o circuito típico de carregador de bateria de íons de lítio com recursos de corrente constante e tensão constante e com terminação automática em 4,2 V.
A figura a seguir mostra os detalhes da indicação de status do LED para o circuito do carregador de bateria CV, CC Li-Ion discutido acima.
Cortesia: NanJing Top Power ASIC Corp.
Design # 2: carregador de bateria de íon de lítio inteligente usando apenas um único IC LP2951
A postagem a seguir explica um circuito de carregador de bateria Li-Ion muito simples e seguro usando apenas um único IC LP2951.
Ao contrário das baterias de chumbo-ácido, uma coisa boa sobre as baterias Li-Ion é que elas podem ser carregadas inicialmente a uma taxa de 1C. Isso significa que a corrente de carga pode ser tão alta quanto o AH nominal da bateria no início.
O design apresentado neste artigo pode ser usado para carregar externamente uma única célula de íon de lítio de 3,7 V ou uma bateria de celular padrão a uma taxa relativamente mais lenta.
O diagrama mostra uma configuração que foi usada para carregar uma célula Li-Ion de uma unidade estéreo portátil.
A especificação de carga do circuito pode ser resumida como abaixo:
- Corrente máxima de carregamento = 150mA
- Volt de carga total = 4,2 V +/- 0,025 V
- Corrente de carga = definido no modo de carga limite de corrente.
Como funciona
No circuito fornecido, o IC LP2951 torna-se o principal componente ativo que foi escolhido especificamente porque é capaz de fornecer uma tensão de saída muito estável em relação à temperatura.
O dispositivo também possui um sistema de regulação de corrente embutido que limita a saída de produzir corrente acima da marca de 160mA.
Além disso, o IC é totalmente à prova de curto-circuito e incorpora um recurso de desligamento térmico.
Os valores do resistor mostrados são selecionados com precisão de modo que o IC gere exatos 4,2 V em sua saída onde a célula está conectada.
O aparador é adicionado para refinar a tensão caso haja alguma discrepância com a tolerância e as classificações do resistor.
Inicialmente, quando a célula descarregada em particular tem um nível de tensão abaixo de 4,2 V, o IC gera corrente máxima para a célula que é de cerca de 160 mA, conforme discutido acima.
Essa elevação de corrente inicial carrega a célula rapidamente para que ela atinja o valor nominal de carga total de 4,2 V o mais rápido possível.
Uma vez que a tensão do terminal da célula Li-Ion atinge a marca de 4,2 V, o IC LP2951 inibe instantaneamente a corrente para que a bateria possa exceder o nível de 4,2 V.
O processo acima destaca a capacidade de regulação de tensão constante dos CIs durante o ciclo de carregamento.
Os resistores de grande valor incluídos no circuito garantem o dreno de corrente “OFF” da bateria abaixo de 2mA, o capacitor de 330pF estabiliza o circuito contra ruídos indesejados criados no nó de feedback de alta impedância.
O diodo na saída é obviamente para evitar o refluxo da tensão da bateria para o IC na ausência de tensão de entrada.
Design#3: Outro Carregador Eficiente para Li-Ion usando IC LM3622
Aqui discutimos um circuito de carregador de bateria de íon de lítio controlado por corrente que foi projetado especificamente para carregar todos os tipos de baterias de íon de lítio com muita segurança e sem considerações.
Geralmente, é aconselhável que uma bateria de íon de lítio seja carregada com o máximo cuidado e cuidado, pois esse tipo de bateria é propenso a danos instantâneos ou explosões se as medidas de carregamento especificadas não forem empregadas.
Obrigado à TEXAS INSTRUMENTS por nos fornecer este maravilhoso chip, o LM3622, que é um excelente carregador de íons de lítio, dispositivo controlador.
Como funciona o circuito
O IC foi projetado para gerar uma corrente constante em tensão constante, um pré-requisito básico para todas as baterias Li-Ion. O IC pode ser configurado para carregar uma única célula Li-Ion ou um pacote de várias.
O circuito usando o IC LM3622 pode ser alimentado com tensões de 5 a 24V dependendo das necessidades de carga e da bateria conectada.
O IC não requer resistores externos de precisão para implementar as funções. Além disso, o IC tem um dreno insignificante de menos de 200nA de corrente da bateria na ausência de uma tensão de entrada.
O circuito integrado do chip regula com precisão a corrente de carga através do princípio da referência de intervalo de banda compensada por temperatura.
A corrente é regulada, porém é feita através de um resistor sensor de corrente externo. O princípio do band gap resulta em um desempenho de controle operacional eficiente do circuito e também da tensão de alimentação de entrada.
O circuito de carregador de bateria de íon de lítio controlado por corrente mostrado ilustra um projeto de carregador de bateria de íon de lítio linear de baixa queda que é capaz de carregar uma única célula de íon de lítio de 3,7 V.
Para habilitar a detecção de baixa voltagem, os interruptores J1 e J2 podem ser selecionados adequadamente. O IC inicia o processo de carregamento detectando primeiro a voltagem da célula e “habilitando o status” da detecção de baixa voltagem.
O transistor Q2 imediatamente entra em condição de operação assim que a bateria conectada atinge o nível de regulação alvo, determinado pela configuração interna do IC.Q2 agora começa a fornecer uma tensão regulada para a bateria conectada, iniciando um modo de carregamento de tensão constante do circuito .
Na situação acima, a bateria recebe uma tensão regulada constante em seus terminais, enquanto a corrente de carga é monitorada dependendo do nível de carga da bateria. Ao atingir uma condição de carga completa, a corrente de carga para a bateria é significativamente reduzida para um valor seguro.
Diagrama de circuito de carregador de bateria de íon de lítio inteligente usando IC LM3622
Estes foram os 3 principais circuitos de carregador de bateria de íon de lítio inteligentes e inteligentes para você, se você tiver mais idéias ou informações sobre esses designs inteligentes, sinta-se à vontade para expressá-los através de comentários.
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