Caricabatterie per batterie agli ioni di litio. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Attualmente, le batterie agli ioni di litio (Li-Ion) e ai polimeri di litio (Li-Pol) sono ampiamente utilizzate. La loro caratteristica distintiva è la grande capacità con meno peso e dimensioni. Una gamma abbastanza ampia di tali batterie viene utilizzata nei telefoni cellulari.

La specificità della ricarica di tali dispositivi di accumulo di energia risiede nel rigoroso rispetto delle modalità di ricarica, il mancato rispetto delle quali porta al guasto e talvolta all'esplosione delle batterie.

Per caricare le batterie agli ioni di litio vengono prodotti microcircuiti specializzati che garantiscono una ricarica sicura. Offro un caricabatterie basato sul chip MC34674.L'IC è un dispositivo completamente integrato e già pronto per caricare batterie agli ioni di litio e Li-Pol a cella singola. Questo microcircuito fornisce una corrente di carica massima di 1 A con una tensione di ingresso di 4,3...10 V.

Il microcircuito fornisce protezione contro l'elevata tensione di ingresso (ma non superiore a 28 V), il surriscaldamento del microcircuito e della batteria.L'IC consente di caricare batterie completamente scariche con bassa corrente. Le dimensioni del chip sono 2x3 mm, quindi il caricabatterie assemblato occupa pochissimo spazio e consente di integrarlo in un prodotto indossabile.

Il processo di ricarica si compone di tre fasi.

1. Nella cosiddetta "carica di mantenimento", la batteria è completamente scarica, la tensione su di essa è inferiore a 2,7 V. La ricarica viene eseguita con una tensione di ingresso variabile, circa 60 mV superiore alla tensione sulla batteria.

2. La tensione della batteria è superiore a 2,7 V. Ricarica CC.

3. Voltaggio della batteria: 4,2 V.

Ricaricando a tensione costante, la corrente scende gradualmente fino a zero.

Durante il processo di ricarica, la corrente e la tensione vengono controllate.

Se un consumatore di energia è collegato in parallelo al caricabatterie e durante il suo funzionamento la tensione sulla batteria scende a 4,1 V, la modalità di ricarica con corrente continua (massima possibile) viene nuovamente attivata. Quando la temperatura del cristallo aumenta fino a 110°C durante la carica, la carica si interrompe per evitare guasti al microcircuito. Il microcircuito consente di regolare la corrente di carica della batteria in base alla sua temperatura (per questo è necessario integrare un termistore NTC nella batteria.

Le batterie dei telefoni cellulari di solito hanno un tale termistore).

Nel caricabatterie (Fig. 1), la tensione di alimentazione tramite l'interfaccia USB o da una fonte esterna viene fornita al connettore X2, passa attraverso il fusibile FU1, filtrata e livellata dall'induttore L1 e dal condensatore C3 e viene fornita all'ingresso del microcircuito D1. Il condensatore C4 e il varistore R6 vengono utilizzati per smorzare le emissioni di impulsi nel circuito di potenza.

La tensione di carica dal pin 8 di D1 viene fornita al “+” della batteria GB1.

Utilizzando la catena R1-R2-Rt-C2, viene impostata una "finestra di temperatura" in cui viene eseguita la carica.

(clicca per ingrandire)

Con questi valori nominali del resistore (a Rt+R2=120 kOhm), la temperatura di spegnimento superiore è +55°С, quella inferiore (a Rt+R2=290 kOhm) - -40°С.

Ingresso EN (pin 4) D1 viene utilizzato per accendere esternamente (logico "0") o spegnere (logico 1) il microcircuito. Le uscite GRN (pin 2) e RED (pin 3) servono per indicare la modalità operativa del caricabatterie.

In questo circuito questi pin sono collegati alle porte libere del microcontrollore di un dispositivo portatile.

Se il circuito non prevede l'utilizzo di un microcontrollore allora il pin 4 dovrà essere messo a terra, la resistenza dei resistori R3 e R4 dovrà essere ridotta a 470 Ohm, collegate invece del +5 V al pin 1 di D1 ed i led dovranno essere acceso in serie con i resistori per indicare la modalità operativa del caricabatterie. Se Uvx_norma=0 e Zar_Bat=1 la batteria è carica. Se Uvx_norma=1 e Zar_Bat=0, la batteria è in carica.

Il dispositivo è assemblato su un circuito stampato monofaccia di dimensioni 9x13 mm (Fig. 2). Utilizza componenti chip: C1, C2, C4 - dimensione 0402, C3 - 1206, R1, R5 - 0402, R6 - 0805, L1 - 3216, FU1 - 0402.

Autore: S.Abramov, Orenburg

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