วงจรชาร์จแบตเตอรี่ NiMH

ชิปที่ล้ำสมัยตัวเดียวทรานซิสเตอร์และส่วนประกอบพาสซีฟราคาไม่แพงอื่น ๆ เป็นวัสดุเดียวที่จำเป็นสำหรับการสร้างวงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ NiMH อัตโนมัติที่มีความโดดเด่นควบคุมด้วยตัวเองผ่านการชาร์จไฟ มาศึกษาการดำเนินการทั้งหมดที่อธิบายไว้ในบทความ

คุณสมบัติหลัก:

วงจรเครื่องชาร์จทำงานอย่างไร

จากแผนภาพเราจะเห็น IC ตัวเดียวที่ใช้เพียงอย่างเดียวทำหน้าที่ของวงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่เกรดสูงอเนกประสงค์และให้การปกป้องสูงสุดกับแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อในขณะที่กำลังชาร์จโดยวงจร

DATASHEET เต็มรูปแบบ

ซึ่งจะช่วยให้แบตเตอรี่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ดีและยังชาร์จด้วยอัตราที่ค่อนข้างรวดเร็ว IC นี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานแม้จะผ่านการชาร์จหลายร้อยรอบ

การทำงานภายในของวงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ NiMH สามารถเข้าใจได้ด้วยประเด็นต่อไปนี้:

เมื่อวงจรไม่ได้จ่ายไฟ IC จะเข้าสู่โหมดสลีปและแบตเตอรี่ที่โหลดจะถูกตัดการเชื่อมต่อจากขา IC ที่เกี่ยวข้องโดยการทำงานของวงจรภายใน

โหมดสลีปจะถูกเรียกใช้เช่นกันและโหมดปิดจะเริ่มต้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าเกินเกณฑ์ที่กำหนดของ IC

ในทางเทคนิคเมื่อ Vcc อยู่เหนือขีด จำกัด คงที่ของ ULVO (ภายใต้แรงดันไฟฟ้าล็อกออก) IC จะเรียกใช้โหมดสลีปและถอดแบตเตอรี่ออกจากกระแสไฟชาร์จ

ขีด จำกัด ULVO กำหนดโดยระดับความต่างศักย์ที่ตรวจพบในเซลล์ที่เชื่อมต่อ ซึ่งหมายความว่าจำนวนเซลล์ที่เชื่อมต่อจะกำหนดเกณฑ์การปิดระบบของ IC

จำนวนเซลล์ที่จะเชื่อมต่อจะต้องได้รับการตั้งโปรแกรมด้วย IC ในขั้นต้นผ่านการตั้งค่าส่วนประกอบที่เหมาะสมซึ่งจะกล่าวถึงปัญหาในภายหลังในบทความ

อัตราการชาร์จหรือกระแสไฟชาร์จสามารถตั้งได้จากภายนอกผ่านตัวต้านทานโปรแกรมที่เชื่อมต่อกับขา PROG จาก IC

ด้วยการกำหนดค่าปัจจุบันแอมพลิฟายเออร์ในตัวทำให้การอ้างอิงเสมือน 1.5 V ปรากฏบนพิน PROG

ซึ่งหมายความว่าตอนนี้กระแสการเขียนโปรแกรมไหลผ่านช่อง N ในตัว FET ไปยังตัวแบ่งปัจจุบัน

ตัวแบ่งกระแสถูกจัดการโดยตรรกะการควบคุมสถานะของเครื่องชาร์จซึ่งสร้างความต่างศักย์ระหว่างตัวต้านทานทำให้เกิดสภาวะการชาร์จอย่างรวดเร็วสำหรับแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อ

ตัวแบ่งกระแสไฟฟ้ายังรับผิดชอบในการจัดหาระดับกระแสคงที่ไปยังแบตเตอรี่ผ่านพิน Iosc

ขาออกด้านบนร่วมกับตัวเก็บประจุ TIMER กำหนดความถี่ของออสซิลเลเตอร์ที่ใช้สำหรับส่งอินพุตการชาร์จไปยังแบตเตอรี่

กระแสไฟชาร์จข้างต้นจะเปิดใช้งานผ่านตัวรวบรวมของทรานซิสเตอร์ PNP ที่เชื่อมต่อภายนอกในขณะที่ตัวปล่อยของมันถูกยึดด้วยขา SENSE ของ IC เพื่อให้ข้อมูลอัตราการชาร์จไปยัง IC

การทำความเข้าใจฟังก์ชัน pinout ของ LTC4060

การทำความเข้าใจเกี่ยวกับพินของ IC จะทำให้ขั้นตอนการสร้างวงจรเครื่องชาร์จแบตเตอรี่ NiMH นี้ง่ายขึ้นเรามาดูข้อมูลตามคำแนะนำต่อไปนี้:

ไดรฟ์ (พิน # 1): พินเชื่อมต่อกับฐานของทรานซิสเตอร์ PNP ภายนอกและมีหน้าที่ในการจัดหาไบอัสฐานให้กับทรานซิสเตอร์ ทำได้โดยการใช้กระแสคงที่ที่ฐานของทรานซิสเตอร์ ขาออกมีเอาต์พุตที่ป้องกันในปัจจุบัน

BAT (พิน # 2): พินนี้ใช้เพื่อตรวจสอบกระแสชาร์จของแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อในขณะที่กำลังชาร์จโดยวงจร

SENSE (พิน # 3): ตามชื่อที่แนะนำจะตรวจจับกระแสชาร์จที่ใช้กับแบตเตอรี่และควบคุมการนำทรานซิสเตอร์ PNP

TIMER (พิน # 4): กำหนดความถี่ออสซิลเลเตอร์ของ IC และช่วยในการควบคุมขีด จำกัด รอบการชาร์จพร้อมกับตัวต้านทานที่คำนวณที่ PROG และ GND พินภายนอกของ IC

SHDN (พิน # 5): เมื่อขาออกนี้ถูกทริกเกอร์ต่ำ IC จะปิดอินพุตการชาร์จไปยังแบตเตอรี่ลดกระแสไฟจ่ายให้กับ IC

หยุดชั่วคราว (พิน # 7): พินนี้อาจใช้เพื่อหยุดกระบวนการชาร์จในช่วงเวลาหนึ่ง กระบวนการนี้อาจได้รับการคืนค่าโดยให้ระดับต่ำกลับไปที่ขาออก

PROG (พิน # 7): การอ้างอิงเสมือน 1.5V บนพินนี้ถูกสร้างขึ้นผ่านตัวต้านทานที่เชื่อมต่อผ่านพินและกราวด์นี้ กระแสชาร์จเป็น 930 เท่าของระดับกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานนี้ ดังนั้นพินเอาต์นี้อาจใช้สำหรับการเขียนโปรแกรมกระแสไฟฟ้าโดยการเปลี่ยนค่าตัวต้านทานให้เหมาะสมเพื่อกำหนดอัตราการชาร์จที่แตกต่างกัน

ARCT (พิน # 8): เป็นพินเอาต์การชาร์จอัตโนมัติของ IC และใช้สำหรับการเขียนโปรแกรมระดับกระแสไฟตามเกณฑ์ เมื่อแรงดันแบตเตอรี่ต่ำกว่าระดับแรงดันไฟฟ้าที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าการชาร์จจะเริ่มต้นใหม่ทันที

SEL0, SEL1 (พิน # 9 และ # 10): พินเหล่านี้ใช้สำหรับทำให้ IC เข้ากันได้กับจำนวนเซลล์ที่แตกต่างกัน สำหรับเซลล์สองเซลล์ SEL1 เชื่อมต่อกับกราวด์และ SEL0 กับแรงดันไฟฟ้าของ IC

วิธีการชาร์จ 3 Series จำนวนเซลล์

สำหรับการชาร์จเซลล์สามเซลล์ในซีรีส์ SEL1 จะถูกต่อเข้ากับขั้วจ่ายในขณะที่สาย SEL0 อยู่ที่พื้น สำหรับการปรับสภาพสี่เซลล์ในอนุกรมพินทั้งสองจะเชื่อมต่อกับรางจ่ายนั่นคือกับขั้วบวกของ IC

NTC (พิน # 11): ตัวต้านทาน NTC ภายนอกอาจรวมเข้ากับพินนี้เพื่อให้วงจรทำงานโดยคำนึงถึงระดับอุณหภูมิโดยรอบ หากเงื่อนไขร้อนเกินไปพินออกจะตรวจพบผ่าน NTC และปิดการดำเนินการ

CHEM (พิน # 12): พินนี้ตรวจจับเคมีของแบตเตอรี่โดยการตรวจจับพารามิเตอร์ระดับ Delta V ที่เป็นลบของเซลล์ NiMH และเลือกระดับการชาร์จที่เหมาะสมตามโหลดที่ตรวจจับได้

ACP (พิน # 13): ตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้พินนี้จะตรวจจับระดับ Vcc หากถึงระดับต่ำกว่าขีด จำกัด ที่ระบุในสภาวะเช่นนี้พินเอาต์จะมีความต้านทานสูงปิด IC ในโหมดสลีปและปิด LED อย่างไรก็ตามหาก Vcc เข้ากันได้กับข้อกำหนดการชาร์จแบตเตอรี่จนเต็มพินนี้จะลดต่ำลงพร้อมไฟ LED และเริ่มกระบวนการชาร์จแบตเตอรี่

CHRG (พิน # 15): LED ที่เชื่อมต่อกับขาออกนี้จะแสดงสัญญาณการชาร์จและระบุว่าเซลล์กำลังชาร์จอยู่

Vcc (พิน # 14): เป็นเพียงขั้วอินพุตของ IC

GND (พิน # 16): ด้านบนเป็นขั้วลบของ IC