Stap 3: CIRCUIT beschrijving
De kern van de Li-Ion is batterij lading beheer circuit de Li-Ion acculader IC BQ24074 van Texas Instruments. De BQ24074 zijn geïntegreerde Li-ion lineaire laders en power pad beheer systeemapparaten gericht op ruimte-limited draagbare toepassingen. De apparaten bedienen van een USB-poort of een AC adapter en ondersteuning programmeerbare gratis stromingen tot 1.5a d.w.z. we tot 3000mAH accu's bij 0.5 C. opladen kunt Het bereik van de ingangsspanning met input overspanningsbeveiliging ondersteunt niet-gereglementeerde adapters. De bq24074 beschikt over dynamische pad energiebeheer (DPPM) dat de bevoegdheden van het systeem tijdens het gelijktijdig en onafhankelijk opladen van de batterij. Het circuit van DPPM vermindert de lading huidige wanneer de huidige limiet van input zorgt ervoor dat de systeem output dalen tot de DPPM drempel; Zo leveren de systeembelasting te allen tijde terwijl de huidige kosten afzonderlijk toezicht. Niet alleen dit, de IC ondersteuning programmeerbare ingang huidige limiet tot 1.5a, programmeerbare kosten beëindiging huidige, programmeerbare pre gratis en snel gratis veiligheid timers, maar ook omkeren, stroom, kortsluiting en thermische bescherming. Daarnaast maakt de gereguleerde systeem ingang instant systeem turn-on wanneer zelfs met een volledig ontladen accu aangesloten. De architectuur van de macht-padbeheer maakt ook de batterij ter aanvulling van de huidige systeemvereisten wanneer de adapter kan niet de piek systeem stromingen leveren, waardoor het gebruik van een kleinere adapter. De batterij is in drie fasen: conditioning, constante aktuele en constante spanning. In alle fasen van de lading, een interne controle lus bewaakt de IC junction temperatuur en vermindert de huidige heffing als de inwendige temperatuur drempel wordt overschreden. De lader power stadium en opladen huidige zin functies zijn volledig geïntegreerd. Alle huidige instellingen zoals het opladen, beperken van ingang en beëindiging voor de IC zijn programmeerbaar door het selecteren van de juiste weerstand waarden op passende pennen. De gratis bron input variërend van 4,35 tot 10.2 volt wordt gevoed aan het pin-nummer 13(IN) en 8(Vss) van IC1 uit de DC jack CON1. De drie pinnen van de LI-Ion accu zijn aangesloten op de TS (pin 1), de VLEERMUIS (pin 2,3) en de grond pin van IC1. Er moet worden opgemerkt dat de meeste van de Li-Ion batterij packs beschikbaar vandaag ten minste drie hebben pinnen - positieve, negatieve en NTC thermistor uit. De NTC thermistor is ingebouwd in het batterijpak zelf om de batterij temperatuur te bewaken. De IC-BQ24074 ondersteunt alleen batterijen met 10 k thermistors. Als uw batterij hoeft niet deze thermistor optie, dan kunt u uzelf koppelen een thermistor 10K van grond tot pin 1(TS) van IC1 montage het aan het pak van de batterij, of u kunt deze functie uitschakelen door kortsluiting de thermische overslaan jumper waarmee een 10K Ohm weerstand van pin TS aan de grond dus het omzeilen van de thermische controlefunctie. Zoals blijkt uit het circuit, een groene LED is aangesloten op de pin 7 (PGOOD), die oplicht als de input bron opladen is geldig en aanvaardbaar voor het opladen van de batterij. Een gele LED is op pin 9 (CHG) waarmee u de oplaadstatus van de batterij aangesloten. Dit LED brandt wanneer de batterij wordt opgeladen, wordt uitgeschakeld wanneer u klaar bent opladen en flitste debiet van 2Hz als de IC's interne veiligheid timers zijn verstreken, dus de beeltenis van een foutstatus wat betekent dat uw batterij niet in een goede conditie is. Omdat deze IC op lineaire topologie dus een 10uF werkt (C1) Elektrolytische condensator op de input en een 47uF (C2) bij de uitvoer is vereist voor stabiliteit doel.
Zoals we een 1200mAH batterij in onze macht levering project gebruikt hebben, nu gaan we stapsgewijs door het programmeren van de verschillende huidige limieten voor BQ24074 IC. Eerst voor de vaststelling van het in rekening brengen huidige op 0,5 C, hebben we de waarde of de Rset die zal worden aangesloten op pin 16 (Iset) aan de grond te vinden. Voor 1200mAH batterijcapaciteit, 1C = 1200mA en dus 0,5 C = 600mA. Ja, voor Iset = 0,5 C = 600mA, de formule voor het berekenen van Rset (zoals per datasheet van BQ24074) is:
RSET = (Kset / Iset)
Waarde van Kset = 890 (zoals gegeven in het gegevensblad)
Dus Rset = (890/600mA) = 1,48 K ohm
De waarde van 1,48 K ohm is niet praktisch en niet beschikbaar is, dus kiezen we 1,5 K die zal het opladen huidige Iset aan over 593mA die aanvaardbaar voor het doel is. Dus Rset = 1.5K (die weerstand R6 in het circuit).
Nu voor de vaststelling van de beëindiging van de heffing huidige op 0,1 C = 120mA, vinden we de waarde van de Rterm die van pin 15 (Iterm) aan de grond is verbonden. De formule voor het berekenen van Rterm (volgens datasheet van BQ24074) is:
Rterm = (Iterm x Rset) / 0.03
Dus Rterm = (120mA x 1.5k)/0.03=6K ohm
Dus Rterm = 6K ohm (die weerstand R5 in het circuit).
Nu zullen we de Rlim-waarde die de max input huidige consumptie limiet voor IC1 waaronder de batterij laadstroom plus de huidige geleverd met de belasting zal berekenen. Hiervoor selecteren we een nominale waarde van over 1A in ons project.
Dus voor Ilim = 1A
Rlim = (Klim / Ilim)
Klim = 1610 (zoals gegeven in het gegevensblad)
Dus Rlim = (1610/1 A) = 1.610K ohm
Maar nogmaals, de waarde van 1.61 K ohm is niet praktisch dus kiezen we 1,5 K ohm die zal ons Ilim = 1.073 een die weer aanvaardbaar voor het doel is. Dus Rlim = 1.5K ohm (die weerstand R3 in het circuit).
Wij kunnen ook het manipuleren van de interne kosten timer waarden voor IC1 verlopen door het berekenen van de waarde van een weerstand die zal worden aangesloten van pin 14(TMR) aan grond. Door geen verbinding maken met een weerstand op deze pin, selecteren het van de standaardwaarde van 1800 tweede voor pre lading en 18000 seconden voor snelladen. We gebruikten de standaardwaarden voor de timer door eventuele weerstand van niet verbinden met de TMR-pin. Hier hebben we de setup voor onze batterij opladen circuit weten te voltooien. De uitvoer (positieve spoor) van deze sectie is ontleend aan pin 10 en 11 (OUT) van IC1 en wordt gevoed met de volgende sectie via een SPST tuimelschakelaar SW1. SW1 is de hoofdschakelaar, die zal worden gebruikt om over te schakelen op de voeding. Vier witte LED's zijn direct aangesloten parallel door middel van een 5 ohm (0.5 watt) huidige beperkende weerstand in serie en een schakelaar SW2 aan de positieve rail.
De volgende sectie is de batterij onder spanning (of onder kwijting) bescherming circuit dat voortdurend de accuspanning gecontroleerd op en schakelt de lading in het geval dat de batterij de "End of capaciteit" limiet heeft bereikt. Zoals we al hebben besproken in de vorige sectie, dat op ongeveer 2,7 volt (variëren met ander circuit toepassingen), de batterij wordt geacht te worden bereikt van "The End of capaciteit". De batterij moet niet worden ontladen verder dan. Dit gedeelte van het circuit deze functionaliteit implementeert met behulp van een spaarstand Comparateur TLV3011 (IC2) en een 3A PFET laden schakelen TPS27082L (IC3) van Texas Instruments. De TLV3011 is een combinatie van een comparator en naslagwerk met ideale specificaties voor het opsporen van de drempel. De interne precisie 1.242 Volt verwijzing wordt geleverd met 100ppm / ° C (max) drift duurzaamheid. TLV3011 5µA (max) rustige huidige, input common-mode variëren 200mV buiten de rails van de levering, en één-supply bewerking van 1.8V 5.5V dus ideaal voor deze laagspanning batterij controletoepassing heb. De inverterende ingang van de comparator is verbonden met 1.242 volt interne referentie spanning die toegankelijk via pin 5 (REF is) terwijl de niet-inverterende pin van de comparator is verbonden met een potentiële scheidingslijn netwerk bestaande uit drie weerstanden R9, R10 en R11. Deze potentiële scheidingslijn is zo ontworpen dat de productie daalt tot 1.242 volt als de input is ongeveer 2,8 Volt (lichtjes hoger dan 2.7v standaard te zijn aan de veilige kant), dus wanneer de positieve rail bereikt 2.8 Volt (dat is de accuspanning) en kruisen verder naar beneden een beetje, dan de inverterende klemspanning van de comparator gaat boven de niet-inverterende en de output van de comparator gaat laag dus met vermelding van onder-voltage/onder-discharge voorwaarde. De IC3-TPS27082L is een PFET belasting schakelaar die schakelaars op indien het pin-nummer 5 (d.w.z. ON/OFF) wordt gevoed met een spanning hoger is dan 1 volt. Nu wordt aangezien dit ON/OFF pin rechtstreeks op de uitgang van de comparator (pin 1 aangesloten is), dus wanneer de batterij rail onder 2.8 volt gaat de output van de comparator laag blijkt en dus schakelen uit de belasting-schakelaar en daarmee de belasting verder met verbonden dit stadium verbroken, dus geen verdere ontladen van de batterij vindt plaats. Een rode LED ook van de comparator uitgang is aangesloten op de positieve spoor, die gloeien zal wanneer Comparateur de uitvoer gaat laag dus met vermelding van een voorwaarde voor geen kwijting. Een pull-up weerstand R18 wordt verstrekt aan zet de lading IC3 normaal omdat de uitvoer van de comparator open-afvoer is. Weerstand R8 en C3 in het IC3 circuit wordt verstrekt aan stelt het zwenkt tarief van de belasting-schakelaar.
De uitvoer van IC3 is genomen uit de pin nummer 2, 3 (Vout) en vervolgens naar de volgende sectie wordt gevoed. Het volgende gedeelte bestaat uit een boost converter module PTN04050C (IC4) van Texas instruments. Werkzaam over een invoerbereik van 2.95V naar 5.5V, biedt de PTN04050C hoogrenderende, step-up spanning conversie voor ladingen tot 12W. De uitgangsspanning wordt ingesteld met behulp van een enkele externe weerstand. De PTN04050C kan worden ingesteld op elke waarde binnen het bereik 5V aan 15V. De positieve rail overgenomen uit de vorige sectie gaat naar het pin-nummer 2 (Vin) van IC4. De output van de spanning van de boost converter is ingesteld met behulp van weerstanden R15 en R16 die zijn aangesloten in serie te geven een waarde van 350 k ohm in totaal. Hiermee worden de uitgangsspanning van de omzetter op 9.2 volt die toegankelijk is op pin nummer 4 (Vout) van het apparaat. Dan is deze 9.2 volt spoor wordt gevoed aan twee 5 volt en 3.3 v positieve spanningsstabilisatoren LM7805 (IC6) en uA78m33 (IC5). Dus we krijgen drie positieve rails + 9.2v, + 5 v en + 3,3 v die zijn aangesloten op de klemmen post (CON3), zodat de gebruiker toegang heeft tot deze spanningen. Sommige elektrolytische condensatoren worden geleverd op de input en output van deze regelgevende instanties voor de doel van stabiliteit. Een vrouwelijke USB-A type socket is ook voorzien dat toepassingen de + 5 v spoor van LM7805 output en de grond-spoor.
