Основы IC управления батареями
1. Почему литиевые батареи нуждаются в управлении питанием?
В настоящее время все больше и больше устройств на рынке такие как мобильные телефоны, часы, наушники, браслеты питаются от батареи. Обычно используются литиевые батареи, но безопасность литиевых батарей не достаточно хорошо. Для того чтобы их было безопасно использовать литиевые батареи в них устанавливают IC (правление зарядом) для достижения зарядки и разрядки.
2. Кривая зарядки батареи
Общая кривая зарядки литиевой батареи IV делится на 4 этапа, как показано ниже:
① Когда напряжение батареи ниже, чем напряжение отключения разряда, то есть, батарея была чрезмерно разряжена, в это время используется струйная зарядка,причем ток струйной зарядки очень мал;
② После того как напряжение аккумулятора превысит напряжение отключения разряда, он переходит в стадию быстрой зарядки, которая представляет собой зарядку постоянным током, и напряжение аккумулятора продолжает расти до напряжения отключения зарядки;
③ После достижения напряжения отключения зарядки зарядка не прекращается, а заряжается при постоянном напряжении с напряжением отключения зарядки. Этот этап длится дольше, и по мере увеличения емкости батареи ток медленно снижается (обратите внимание, что график представляет собой IV кривую, поэтому не отражает медленного снижения), и продолжает снижаться до тока отключения зарядки.
④ После снижения зарядного тока до тока отключения зарядки зарядное устройство прекращает зарядку батареи и цикл зарядки заканчивается.
Простые ИС управления питанием
1 Краткое введение
На примере TP4054 компании Terasic Semiconductor мы кратко познакомим вас с наиболее распространенными и недорогими IC управления питанием:
2 Распиновка
CHRG - это вывод индикатора состояния, он представляет собой выходной контакт с открытым каналом, который будет подтянут к низкому уровню во время зарядки, поэтому он может быть подключен к светодиоду для индикации состояния зарядки. Его внутренняя структура показана ниже:
PROG - это вывод установки тока зарядки, который устанавливается резистором между выводом PROG и землей. Текущий ток зарядки в 1000 раз превышает выходной ток вывода PROG. Задающий резистор и ток зарядки рассчитываются по следующей формуле: где Vprog=1V Вывод VBAT подключен к аккумулятору, а вывод VCC - к входному напряжению.
Вывод VBAT подключен к аккумулятору, а вывод VCC - к входному напряжению.
03 Процесс зарядки
Начинается цикл зарядки. Если уровень напряжения на контакте BAT падает ниже 2,9 В, зарядное устройство переходит в режим струйного заряда. В этом режиме батарея заряжается током, составляющим 1/10 от установленного, сначала повышая напряжение батареи до напряжения отключения разряда 2,9 В. Когда напряжение на контакте BAT поднимается выше 2,9 В, зарядное устройство переходит в режим постоянного тока, когда на батарею подается постоянный ток заряда. Когда напряжение на контакте BAT достигает напряжения отключения заряда (4,2 В), зарядное устройство переходит в режим постоянного напряжения, и ток заряда начинает уменьшаться. Когда зарядный ток упадет до 1/10 от установленного значения, цикл зарядки завершится.
4. Другие функции
① Функция защиты от обратного подключения аккумулятора: при обратном подключении аккумулятора зарядный ток будет отсутствовать.
② Термическое ограничение: при перегреве IC снижает зарядный ток.
5. Основные параметры
① △VCHRG: напряжение гистерезиса перезарядки аккумулятора, это напряжение означает, что напряжение 4,2 В, когда аккумулятор полон, если аккумулятор разряжен, напряжение уменьшается, и зарядное устройство будет заряжать аккумулятор, когда напряжение уменьшится до 4,2-△VCHRG.
② Входное напряжение: Поскольку данное зарядное устройство является линейной микросхемой, лучше, чтобы входное напряжение VCC было немного больше 4,2 В, чтобы предотвратить недозарядку аккумулятора из-за наличия Vdrop.
