. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Nabíječka Li-ion článků
8. září 2009 - 11:06 | Pandatron | Nabíječka Li-ion článků | Komentářů: 6  

Nabíječka Li-ion článků

Jednoduchá konstrukce moderní nabíječky Li-ion článků s obvodem firmy Texas Instruments.

Lithium-iontová baterie (zkráceně Li-Ion baterie) je druh nabíjecí baterie běžně používané ve spotřebitelské elektronice. Kvůli vysoké hustotě akumulované energie vzhledem ke svému objemu se výborně hodí pro přenosná zařízení, stejně jako pro použití v robotice či RC modelech.

Následující konstrukce nabíječky jednoho Li-ion článku s napětím volitelně 4,1 či 4,2 V využívá moderní integrovaný obvod bq24002 firmy Texas Instruments. Tento obvod je primárně určen pro nabíjení interních baterií v mobilních zařízení z externího adaptéru a díky řadě integrovaných funkcí se tak výborně hodí i pro konstrukci autonomních nabíječek.

Základní vlastnosti a vnitřní zapojení obvodu bq24002:

  • Maximálně integrované řešení s výkonovým tranzistorem FET, blokovací Schottkyho diodou a teplotní ochranou
  • Integrovaný napěťový a proudový regulátor s programovatelným nabíjecím proudem
  • Vysoká přesnost nabíjecího napětí (±1%)
  • Trvalý nabíjecí proud až 1,2A
  • Ideální pro konstrukci Low-Drop nabíjecích obvodů pro jednočlánkové Li-ion baterie
  • Dvě samostatné či jedna dvoubarevná indikační dioda
  • Nízkopříkonový režim
  • Dostupný v provedení 5 x 5 mm MLP či TSSOP-20

Obr. 1: Vnitřní blokové schéma bq24002

Schéma zapojení:
Na následujícím obrázku je schéma zapojení nabíječky Li-ion článku.


Obr. 2: Schéma zapojení

Základem nabíječky je již zmíněný obvod bq24002 (IO1) firmy Texas Instruments. Obvod obstarává nejen všechny funkce spojené s nabíjením, ale i monitorování aktuálního stavu a hlídání připojené baterie. Plošný spoj tedy obsahuje jen minimum externích součástek.

Paralelní kombinace rezistorů R1 a R2 určuje nabíjecí proud, který při osazení obou rezistorů nepřekročí hodnotu 1A. Osazením jediného rezistoru je poté možné zvolit maximální proud v hodnotě 0,5A. Napájecí napětí ze síťového adaptéru v hodnotě přibližné 5V (4,5 až 10 V) napájí obvod IO1 (pin č. 4) a dále je přes zmíněnou kombinaci R1 a R2 přivedeno na vstup výkonového regulačního prvku, integrovaného opět v obvodu IO1 na pinech č. 2 a 3.

Výkonový výstup obvodu je na pinech č. 18 a 19 a je spolu s malým blokovacím kondenzátorem připojen přímo na kladný pól nabíjené Li-ion baterie. NTC termistor, který je běžnou součástí kompaktních Li-ion baterií, je přiveden na pin č. 7 obvodu IO1. Společně s ním je na pin přivedeno i napětí z odporového děliče R5 a R6, vedeného z výstupu referenčního napětí CR (pin č. 12). Zde je možné, díky použití součástek typu SMD, složit ideální hodnotu těchto rezistorů paralelní kombinací hodnot z nižších řad. Uvedené hodnoty jsou doporučené pro použití s termistorem typu NTC 10k, který je součástí naprosté většiny klasických Li-ion baterií. Jinou hodnotu je možné spočítat podle následujících vzorců a dalších informací, uvedených v dokumentaci obvodu.

 

Tří-pinová lišta J3 je určena pro volbu připojené Li-ion baterie, kdy Jumperem umožňuje zvolit správný typ baterie podle tab. 1. Lišta J4 naopak určuje maximální nabíjecí dobu ve třech možných hodnotách podle tab. 2.

Hodnota pinu VSEL Nabíjecí napětí
GND 4,1 V
VCC 4,2 V
 
Hodnota pinu TMR_SEL Nabíjecí čas
Nepřipojen 3 h
GND 6 h
VCC 4,5 h
Tab. 1: Hodnota pinu VSEL - J3   Tab. 2: Hodnota pinu TMR_SEL - J4

LED D1 a D2 slouží k indikaci aktuálního stavu a probíhajícího nabíjecího procesu. Jejich možný stav je uveden v následující tabulce.

Aktuální stav D1 (red) D2 (green)
Precharge ON OFF
Fast charge ON OFF
FAULT Blikání 1Hz OFF
Done (>90%) OFF ON
Sleep-mode OFF OFF
APG/Therm invalid OFF OFF
Thermal shutdown OFF OFF
Battery absent OFF OFF
Tab. 3: Stav indikovaný diodami LED

Konstrukce:
Na následujících obrázcích je možný motiv desky s plošnými spoji.


Obr. 3: Rozmístění součástek - TOP
 
Obr. 4: Rozmístění součástek - BOTTOM

Obr. 5: Plošný spoj - TOP
(pro originál 600dpi klikněte)
 
Obr. 6: Plošný spoj - BOTTOM
(pro originál 600dpi klikněte)

Použité součástky jsou osazeny z obou stran a jejich seznam je uveden v následujícím přehledu:

Seznam součástek
R1,R2          0R22 0,6W
R3,R4          470R 0805
R5             18k7 0805
R6             95k3 0805
C1             47u/6V CB
C2             100n 0805
C3             10p 0805
C4             220n 0805
C5             1u/16V CB
D1             LED 3mm red
D2             LED 3mm green
IO1            bq24002pwp

Závěr:
Uvedená konstrukce nabíječky Li-ion baterií nahrazuje díky použití moderního integrovaného obvodu bq24002 svými vlastnostmi celou řadu jednoduchých amatérských řešení. Díky integrované logice je celý nabíjecí proces plně zautomatizován a díky řadě monitorovaných funkcí je zajištěn i vysoký stupeň bezpečnosti.

Odkazy & Download:
Informace o obvodu bq24002
Datasheet obvodu bq24002
Lithium-iontový akumulátor (Wikipedia)







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (6):

Zobrazit starší 30 dnů (6)...



Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
PLA8 MICRO - Logický analyzátor pro USB
Logický analyzátor pro USB 2.0, klon Saleae, 8-bitová verze s 10 GS a integrovanou analýzou rozhraní.
Skladem od 825 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007