Um único chip de última geração, um transistor e alguns outros componentes passivos baratos são os únicos materiais necessários para fazer este circuito de carregador de bateria NiMH automático, auto-regulado e controlado por sobrecarga. Vamos estudar toda a operação explicada no artigo.
Principais características:
Como funciona o circuito do carregador
Referindo-se ao diagrama, vemos um único IC sendo usado, que sozinho desempenha a função de um circuito carregador de bateria de alta qualidade versátil e oferece proteção máxima para a bateria conectada enquanto ela está sendo carregada pelo circuito.
FICHA DE DADOS COMPLETA
Isso ajuda a manter a bateria em um ambiente saudável e ainda carregá-la com uma taxa relativamente rápida. Este IC garante uma alta vida útil da bateria, mesmo após muitas centenas de ciclos de carregamento.
O funcionamento interno do circuito carregador de baterias NiMH pode ser entendido com os seguintes pontos:
Quando o circuito não é alimentado, o IC entra em modo de suspensão e a bateria carregada é desconectada do pino do IC relevante pela ação do circuito interno.
O modo de suspensão também é acionado e o modo de desligamento é iniciado quando a tensão de alimentação excede o limite especificado do IC.
Tecnicamente, quando o Vcc ultrapassa o limite fixo ULVO (under voltage lock out), o IC aciona o modo sleep e desconecta a bateria da corrente de carga.
Os limites ULVO são definidos pelo nível de diferença de potencial detectado nas células conectadas. Isso significa que o número de células conectadas determina o limite de desligamento do IC.
O número de células a serem conectadas deve ser inicialmente programado com o IC através de ajustes de componentes adequados; a questão é discutida mais adiante no artigo.
A taxa de carregamento ou a corrente de carregamento pode ser ajustada externamente através de um resistor de programa conectado ao pino PROG fora do IC.
Com a configuração atual, um amplificador embutido faz com que uma referência virtual de 1,5 V apareça no pino PROG.
Isso significa que agora a corrente de programação flui através de um FET de canal N embutido em direção ao divisor de corrente.
O divisor de corrente é manipulado pela lógica de controle do estado do carregador que produz uma diferença de potencial através do resistor, criando uma condição de carregamento rápido para a bateria conectada.
O divisor de corrente também é responsável por fornecer um nível de corrente constante para a bateria através do pino Iosc.
A pinagem acima em conjunto com um capacitor TIMER determina uma frequência do oscilador usada para fornecer a entrada de carga para a bateria.
A corrente de carga acima é ativada através do coletor do transistor PNP conectado externamente, enquanto seu emissor é manipulado com o pino SENSE do IC para fornecer as informações da taxa de carga ao IC.
Entendendo as funções de pinagem do LTC4060
Entender a pinagem do IC facilitará o procedimento de construção deste circuito carregador de bateria NiMH, vamos analisar os dados com as seguintes instruções:
DRIVE (pino nº 1): O pino é conectado à base do transistor PNP externo e é responsável por fornecer a polarização da base ao transistor. Isso é feito aplicando uma corrente de dissipador constante à base do transistor. A saída de pinos tem saída protegida contra corrente.
BAT (pino nº 2): Este pino é usado para monitorar a corrente de carga da bateria conectada enquanto ela está sendo carregada pelo circuito.
SENTIDO (pino nº 3): Como o nome sugere, ele detecta a corrente de carga aplicada à bateria e controla a condução do transistor PNP.
TIMER (pino 4): Define a frequência do oscilador do IC e ajuda a regular os limites do ciclo de carga junto com o resistor que é calculado nas saídas de pinos PROG e GND do IC.
SHDN (pino nº 5): Quando este pino é acionado baixo, o IC desliga a entrada de carregamento para a bateria, minimizando a corrente de alimentação para o IC.
PAUSA (pino nº 7): Este pino pode ser usado para interromper o processo de carregamento por algum período de tempo. O processo pode ser restaurado fornecendo um nível baixo de volta ao pino.
PROG (pino nº 7): Uma referência virtual de 1,5 V neste pino é criada através de um resistor conectado neste pino e no terra. A corrente de carga é 930 vezes o nível da corrente que flui através deste resistor. Assim, esta pinagem pode ser usada para programar a corrente de carga alterando o valor do resistor apropriadamente para determinar diferentes taxas de carga.
ARCT (pino nº 8): É a pinagem de recarga automática do IC e é usada para programar o nível de corrente de carga limite. Quando a tensão da bateria cai abaixo de um nível de tensão pré-programado, o carregamento é reiniciado instantaneamente.
SEL0, SEL1 (pinos nº 9 e nº 10): Esses pinos são usados para tornar o IC compatível com diferentes números de células a serem carregadas. Para duas células, o SEL1 é conectado ao terra e o SEL0 à tensão de alimentação do CI.
Como carregar o número de células da série 3
Para carregar três células em série, o SEL1 é conectado ao terminal de alimentação enquanto o SEL0 é conectado ao terra. Para condicionar quatro células em série, ambos os pinos são conectados ao trilho de alimentação, ou seja, ao positivo do CI.
NTC (pino nº 11): Um resistor NTC externo pode ser integrado a este pino para fazer o circuito funcionar em relação aos níveis de temperatura ambiente. Se as condições ficarem muito quentes, o pino detecta-o através do NTC e encerra o processo.
CHEM (pino nº 12): Este pino detecta a química da bateria ao detectar os parâmetros negativos do nível Delta V das células NiMH e seleciona os níveis de carga apropriados de acordo com a carga detectada.
ACP (pino nº 13): Conforme discutido anteriormente, este pino detecta o nível de Vcc, se atingir abaixo dos limites especificados, em tais condições a pinagem torna-se de alta impedância, desligando o IC em modo sleep e desligando o LED. No entanto, se o Vcc for compatível com as especificações de carga total da bateria, essa pinagem fica baixa, acendendo o LED e iniciando o processo de carregamento da bateria.
CHRG (pino nº 15): Um LED conectado a este pino fornece as indicações de carregamento e indica que as células estão sendo carregadas.
Vcc (pino nº 14): É simplesmente o terminal de entrada de alimentação do IC.
GND (pino nº 16): Como acima, é o terminal de alimentação negativo do IC.
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FONTE
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