Circuito caricabatteria NiMH

Un singolo chip all'avanguardia, un transistor e pochi altri componenti passivi poco costosi sono gli unici materiali necessari per realizzare questo circuito di carica batterie NiMH automatico, autoregolante, sovracarico e controllato. Analizziamo l'intera operazione spiegata nell'articolo.

Caratteristiche principali:

Come funziona il circuito del caricatore

Facendo riferimento al diagramma vediamo che viene utilizzato un singolo IC che da solo svolge la funzione di un circuito caricabatteria versatile di alta qualità e offre la massima protezione alla batteria collegata mentre viene caricata dal circuito.

SCHEDA COMPLETA

Ciò aiuta a mantenere la batteria in un ambiente sano e tuttavia a caricarla con una velocità relativamente rapida. Questo IC garantisce un'elevata durata della batteria anche dopo molte centinaia di cicli di ricarica.

Il funzionamento interno del circuito del caricabatteria NiMH può essere compreso con i seguenti punti:

Quando il circuito non è alimentato, il circuito integrato entra in modalità di sospensione e la batteria caricata viene scollegata dal relativo pin out del circuito integrato per azione del circuito interno.

Anche la modalità sleep viene attivata e la modalità di spegnimento viene avviata quando la tensione di alimentazione supera la soglia specificata dell'IC.

Tecnicamente, quando il Vcc supera il limite fisso ULVO (under voltage lock out), l'IC attiva la modalità sleep e scollega la batteria dalla corrente di carica.

I limiti ULVO sono definiti dal livello di differenza di potenziale rilevato tra le celle collegate. Ciò significa che il numero di celle collegate determina la soglia di spegnimento dell'IC.

Il numero di celle da collegare deve essere inizialmente programmato con l'IC tramite opportune impostazioni dei componenti, la questione viene discussa più avanti nell'articolo.

La velocità di carica o la corrente di carica possono essere impostate esternamente tramite un resistore di programma collegato al pin PROG dell'IC.

Con la presente configurazione, un amplificatore integrato fa apparire un riferimento virtuale di 1,5 V attraverso il pin PROG.

Ciò significa che ora la corrente di programmazione scorre attraverso un FET a canale N integrato verso il divisore di corrente.

Il divisore di corrente è gestito dalla logica di controllo dello stato del caricatore che produce una differenza di potenziale tra il resistore, creando una condizione di carica rapida per la batteria collegata.

Il divisore di corrente è anche responsabile di fornire un livello di corrente costante alla batteria attraverso il pin Iosc.

Il pin di cui sopra in combinazione con un condensatore TIMER determina una frequenza dell'oscillatore utilizzata per fornire l'ingresso di carica alla batteria.

La corrente di carica di cui sopra viene attivata attraverso il collettore del transistor PNP collegato esternamente, mentre il suo emettitore è attrezzato con il pin SENSE dell'IC per fornire le informazioni sulla velocità di carica all'IC.

Comprensione delle funzioni di pinout dell'LTC4060

Comprendere i pin out dell'IC renderà più semplice la procedura di costruzione di questo circuito di carica batterie NiMH, esaminiamo i dati con le seguenti istruzioni:

DRIVE (pin # 1): il pin è collegato alla base del transistor PNP esterno ed è responsabile di fornire la polarizzazione di base al transistor. Questo viene fatto applicando una corrente di caduta costante alla base del transistor. Il pin out ha un'uscita protetta dalla corrente.

BAT (pin # 2): questo pin viene utilizzato per monitorare la corrente di carica della batteria collegata mentre viene caricata dal circuito.

SENSE (pin # 3): come suggerisce il nome, rileva la corrente di carica applicata alla batteria e controlla la conduzione del transistor PNP.

TIMER (pin n. 4): definisce la frequenza dell'oscillatore dell'IC e aiuta a regolare i limiti del ciclo di carica insieme al resistore che viene calcolato sui pin PROG e GND dell'IC.

SHDN (pin # 5): quando questo pin out viene attivato in basso, l'IC interrompe l'ingresso di carica alla batteria, riducendo al minimo la corrente di alimentazione all'IC.

PAUSA (pin # 7): questo pin out può essere utilizzato per interrompere il processo di ricarica per un certo periodo di tempo. Il processo può essere ripristinato fornendo un livello basso al pin out.

PROG (pin # 7): un riferimento virtuale di 1,5 V su questo pin viene creato attraverso un resistore collegato a questo pin e terra. La corrente di carica è 930 volte il livello della corrente che scorre attraverso questo resistore. Pertanto, questa piedinatura può essere utilizzata per programmare la corrente di carica alterando il valore del resistore in modo appropriato per determinare diverse velocità di carica.

ARCT (pin n. 8): è il pinout di ricarica automatica dell'IC e viene utilizzato per programmare il livello di corrente di carica della soglia. Quando la tensione della batteria scende al di sotto di un livello di tensione preprogrammato, la carica viene riavviata immediatamente.

SEL0, SEL1 (pin # 9 e # 10): questi pin out vengono utilizzati per rendere l'IC compatibile con un numero diverso di celle da caricare. Per due celle, SEL1 è collegato a massa e SEL0 alla tensione di alimentazione dell'IC.

Come caricare 3 serie di celle

Per caricare tre celle in serie, SEL1 è collegata al terminale di alimentazione mentre SEL0 è collegata a terra. Per condizionare quattro celle in serie, entrambi i pin sono collegati alla barra di alimentazione, cioè al positivo dell'IC.

NTC (pin # 11): a questo pin out può essere integrato un resistore NTC esterno per far funzionare il circuito rispetto ai livelli di temperatura ambiente. Se le condizioni si surriscaldano, il pin out lo rileva tramite l'NTC e chiude il procedimento.

CHEM (pin # 12): questo pin rileva la chimica della batteria rilevando i parametri di livello Delta V negativi delle celle NiMH e seleziona i livelli di carica appropriati in base al carico rilevato.

ACP (pin # 13): come discusso in precedenza, questo pin rileva il livello Vcc, se raggiunge i limiti specificati, in tali condizioni la piedinatura diventa ad alta impedenza, spegnendo l'IC in modalità sleep e spegnendo il LED. Tuttavia, se il Vcc è compatibile con le specifiche di carica completa della batteria, questo pinout diventa basso, illuminando il LED e avviando il processo di ricarica della batteria.

CHRG (pin # 15): un LED collegato a questo pin out fornisce le indicazioni di carica e indica che le celle sono in carica.

Vcc (pin # 14): è semplicemente il terminale di ingresso di alimentazione dell'IC.

GND (pin n. 16): come sopra, è il terminale di alimentazione negativo dell'IC.