3 интеллектуальных зарядных устройства для литий-ионных аккумуляторов с использованием TP4056, IC LP2951, IC LM3622

Это умное и интеллектуальное зарядное устройство будет быстро заряжать литий-ионный аккумулятор, отслеживая 3 важнейших параметра: постоянный ток, постоянное напряжение и постоянную температуру 25 градусов Цельсия.

В посте подробно объясняются 3 Hi-End, автоматический, продвинутый, однокристальный CC / CV или постоянный ток, Цепи зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов постоянного напряжения 3,7 В с использованием специализированных микросхем Hi-End IC TP4056, IC LP2951, IC LM3622, с датчиком температуры аккумулятора и устройством подключения.

Дизайн # 1

ОПИСАНИЕ ЦЕПИ

Первая конструкция, вероятно, является самой умной и включает в себя IC TP4056, которая представляет собой комплексную ИС линейного зарядного устройства постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV), специально разработанную для безопасной зарядки одноэлементных литий-ионных батарей.

Он поставляется с пакетом SOP и почти без каких-либо внешних компонентов, что делает IC TP4056 особенно подходящим для портативных приложений для зарядки Li-Ion.

Кроме того, TP4056 также может работать с USB-адаптерами и сетевыми адаптерами.

Эта интеллектуальная конструкция не зависит от каких-либо блокирующих диодов из-за наличия внутренней архитектуры PMOSFET, которая настроена для предотвращения любого отрицательного тока заряда в цепи.

В комплект входит специальный контур тепловой обратной связи, который регулирует ток заряда и ограничивает температуру тела при использовании в режиме высокой мощности или при высоких температурах окружающей среды.

В напряжение полной зарядки зафиксировано на уровне 4,2 В , в то время как ток заряда можно регулировать извне через заданный единственный резистор.

Микросхема TP4056 предназначена для автоматического отключения цикла зарядки, как только ток заряда упадет до 1/10 установленного значения, после того, как будет достигнуто окончательное напряжение холостого хода.

Некоторые из других сетевых функций этой IC TP4056 включают в себя встроенную схему контроля тока, блокировку пониженного напряжения, автоматическое возобновление подзарядки и пару выводов состояния, указывающих на отключение полного заряда и переключатель входного напряжения питания.

Изображение IC TP4056 и расположение распиновки

Лист данных TP4056

ОСОБЕННОСТИ И СПЕЦИФИКАЦИИ

• Ток заряда можно запрограммировать на максимум 1000 мА.
• Схема может не содержать силовых устройств, чувствительного резистора или блокирующего диода.
• Полноценное линейное зарядное устройство в корпусе SOP-8 для зарядки одноэлементных литий-ионных аккумуляторов.
• Предназначен для создания выхода постоянного тока / постоянного напряжения
• Возможность зарядки одноэлементных литий-ионных аккумуляторов через плагин Direct USB Port
• Постоянное напряжение заряда 4,2 В с внутренней настройкой с точностью +/- 1,5%
• Включает автоматическую инициализацию пополнения баланса.
• Двойные светодиоды, совместимые с выводами состояния заряда для индикации
• C / 10 Функция прекращения зарядки или автоматического отключения
• Подзарядка начинается при достижении порогового значения 2,9 В.
  · Внутренний процессор плавного пуска ограничивает и подавляет пусковой ток
• Поставляется с 8-выводным корпусом SOP, радиатор необходимо подключить к GND.

АБСОЛЮТНЫЕ МАКСИМАЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ

• Входное напряжение питания (VCC) ： - 0,3 В ～ 8 В ·
• ТЕМП -0,3 В ～ 10 В
• CE ： -0,3 В ～ 10 В
• BAT Short-Circuit Duration Непрерывный
• Ток на выводе BAT ： 1200 мА
• Ток вывода PROG ： 1200uA
• Максимальная температура перехода ： 145 ° C
• Диапазон рабочих температур окружающей среды -40 ° C ～ 85 ° C
• Температура свинца (пайка, 10 сек) 260 ° C

ПРИЛОЖЕНИЯ

• Мобильные телефоны, КПК, GPS
• Зарядные док-станции и подставки
• Цифровые фотоаппараты, портативные устройства
• Зарядные устройства с питанием от шины USB, зарядные устройства

Спецификация распиновки и детали функционирования микросхемы TP4056

TEMP (контакт 1): вход датчика температуры

Подключение контакта TEMP к выходу термистора NTC в литий-ионной аккумуляторной батарее. Если напряжение на выводе TEMP падает ниже 45% или превышает 80% от напряжения питания VIN в течение минимум 0,15 секунды или более, это указывает на то, что температура аккумулятора просто слишком высока или чрезмерно снижена соответственно, и зарядка в этом положении прекращается. Функцию определения температуры можно отключить, подключив контакт TEMP к шине заземления.

PROG (вывод 2): связан с установкой постоянного тока заряда и может быть установлен путем подключения резистора RI (prog) от этого контакта 2 к GND.

В режиме предварительной зарядки напряжение на выводе ISET стабилизируется примерно на 0,2 В. а в режиме постоянного тока заряда напряжение на выводе ISET регулируется примерно до 2 В. Во всех режимах и в процессе зарядки напряжение на выводе ISET может использоваться для контроля тока заряда с помощью измерителя.

GND (Pin3): клемма заземления

Vcc (контакт 4): положительное входное напряжение питания

VIN - это вход источника питания для работы внутренней схемы. Каждый раз, когда VIN падает примерно на 30 мВ ниже напряжения на выводе BAT, TP4056 переходит в спящий режим с низким энергопотреблением, снижая ток на выводе BAT ниже 2 мкА.

BAT (Pin5): Контакт для подключения аккумулятора.

Соедините положительный полюс аккумулятора с контактом BAT. Вывод BAT потребляет ток ниже 2 мкА, когда микросхема находится в отключенном или спящем режиме. Вывод BAT обеспечивает ток заряда для подключенной батареи и обеспечивает регулировку напряжения до 4,2 В.

(Контакт 6): открытый выход состояния разрядки заряда, всякий раз, когда батарея достигает точки отключения прекращения зарядки, эта распиновка переводится в низкий уровень через встроенный переключатель, но обычно этот контакт остается в состоянии высокого импеданса.

(Вывод 7): Выход состояния разомкнутой разрядки при зарядке После подключения аккумулятора и начала зарядки эта распиновка переводится в низкий уровень с помощью встроенного переключателя, в любом другом случае контакт удерживается в состоянии высокого импеданса.

CE (контакт 8): вход включения микросхемы. Здесь высокий входной сигнал позволяет устройству находиться в обычном рабочем режиме.

Перемещение вывода CE на низкий логический уровень приведет к тому, что микросхема TP4056 перейдет в режим отключения или выключения.

Вывод CE совместим и может быть связан с логическими триггерами TTL или CMOS.

Схема зарядного устройства Li-Ion аккумулятора с использованием TP4056

Следующая конструкция представляет собой типичную схему зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с функциями постоянного тока и постоянного напряжения и с автоматическим отключением при 4,2 В.

На следующем рисунке показаны детали светодиодной индикации состояния для обсуждаемой выше схемы зарядного устройства литий-ионных аккумуляторов CV, CC.

Предоставлено: NanJing Top Power ASIC Corp.

Дизайн # 2: Интеллектуальное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов с использованием всего одной микросхемы LP2951

В следующем посте объясняется очень простая, но безопасная схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов, использующая всего одну микросхему LP2951.

В отличие от свинцово-кислотных аккумуляторов, у литий-ионных аккумуляторов есть одно преимущество: их можно заряжать со скоростью 1С. Это означает, что зарядный ток может достигать номинальной емкости аккумулятора в начале.

Конструкция, представленная в этой статье, может использоваться для зарядки одного литий-ионного элемента 3,7 В или стандартной батареи сотового телефона извне с относительно более низкой скоростью.

На схеме изображена конфигурация, которая использовалась для зарядки литий-ионного аккумулятора портативного стереоблока.

Принадлежность LP2951

Технические характеристики зарядки схемы можно резюмировать следующим образом:

• Максимальный ток зарядки = 150 мА
• Напряжение полной зарядки = 4,2 В +/- 0,025 В
• Ток заряда = установлен в режиме ограничения тока заряда.

Как это устроено

В данной схеме IC LP2951 становится основным активным компонентом, который был специально выбран, потому что он способен выдавать выходное напряжение, которое очень стабильно по температуре.

Устройство также имеет встроенную систему регулирования тока, которая ограничивает выходной ток, производящий ток выше отметки 160 мА.

Кроме того, ИС полностью защищена от короткого замыкания и включает в себя устройство термического отключения.

Показанные значения резистора подобраны точно так, чтобы ИС генерировала точное значение 4,2 В на выходе, к которому подключена ячейка.

Триммер добавлен для уточнения напряжения в случае несоответствия допусков и номиналов резистора.

Первоначально, когда конкретный разряженный элемент имеет уровень напряжения ниже 4,2 В, ИС генерирует максимальный ток в ячейке, который составляет около 160 мА, как обсуждалось выше.

Это начальное повышение тока быстро заряжает элемент, так что он достигает номинального значения полного заряда 4,2 В.

Как только напряжение на клеммах литий-ионного элемента достигает отметки 4,2 В, IC LP2951 мгновенно подавляет ток, так что батарея может дольше превышать уровень 4,2 В.

Вышеупомянутый процесс подчеркивает способность ИС стабилизировать постоянное напряжение во время цикла зарядки.

Резисторы большого номинала, включенные в схему, обеспечивают потребление тока от батареи до уровня ниже 2 мА, конденсатор 330 пФ стабилизирует схему от нежелательных шумов, создаваемых в узле обратной связи с высоким импедансом.

Диод на выходе, очевидно, предназначен для предотвращения обратного тока напряжения батареи в ИС при отсутствии входного напряжения.

Дизайн # 3: еще одно эффективное зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов на микросхеме LM3622

Лист данных LM3622

Здесь мы обсуждаем схему зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с регулируемым током, которая была специально разработана для безопасной и безотказной зарядки всех типов литий-ионных аккумуляторов.

Как правило, рекомендуется заряжать литий-ионные аккумуляторы с особой осторожностью и осторожностью, поскольку аккумуляторы этого типа подвержены мгновенным повреждениям или взрывам, если указанные меры зарядки не используются.

Спасибо TEXAS INSTRUMENTS за предоставленный нам этот замечательный чип, LM3622, который является отличным Li-Ion зарядным устройством и контроллером.

Как работает схема

ИС была разработана для генерации постоянного тока при постоянном напряжении, что является основным условием для всех литий-ионных батарей. ИС может быть сконфигурирована для зарядки одной литий-ионной батареи или множества батарей.

Схема с использованием микросхемы LM3622 может питаться напряжением от 5 до 24 В в зависимости от потребностей зарядки и подключенного аккумулятора.

ИС не требует каких-либо прецизионных внешних резисторов для реализации функций. Кроме того, ИС имеет незначительный сток тока менее 200 нА из батареи в отсутствие входного напряжения.

Во встроенной схеме чипа точно регулирует ток зарядки через принцип температурной компенсации ссылки запрещенной зоны.

Стабилизация тока осуществляется с помощью внешнего резистора, считывающего ток. Принцип запрещенной зоны обеспечивает эффективное управление работой схемы, а также входного напряжения питания.

Показанная схема зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с регулируемым током иллюстрирует конструкцию линейного зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с низким падением напряжения, которое способно заряжать один литий-ионный элемент 3,7 В.

Для включения обнаружения низкого напряжения могут быть подходящим образом выбраны переключатели J1 и J2. IC начинает процесс зарядки, сначала обнаруживая напряжение элемента и «состояние включения» обнаружения низкого напряжения.

Транзистор Q2 сразу же переходит в рабочее состояние, как только подключенная батарея достигает целевого уровня регулирования, определенного внутренней настройкой IC. Q2 теперь начинает подавать стабилизированное напряжение на подключенную батарею, инициируя режим зарядки постоянного напряжения схемы. .

В вышеупомянутой ситуации аккумулятор получает постоянное регулируемое напряжение на своих выводах, а зарядный ток контролируется в зависимости от уровня заряда аккумулятора. По достижении состояния полной зарядки ток заряда аккумулятора значительно снижается до безопасного значения.

Схема интеллектуального зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов с использованием микросхемы LM3622

Это были 3 лучших умных и интеллектуальных схемы зарядного устройства для литий-ионных аккумуляторов. Если у вас возникнут какие-либо идеи или информация по пересмотру таких умных конструкций, не стесняйтесь выражать их в комментариях.