Схема импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора: схема, принцип работы, изготовление своими руками

Как работает импульсное зарядное устройство для автоаккумулятора. Каковы его преимущества перед трансформаторными ЗУ. Какие схемы используются для создания импульсных зарядных устройств. Как самостоятельно изготовить импульсное ЗУ для автомобильного аккумулятора.

Принцип работы импульсного зарядного устройства

Импульсное зарядное устройство (ЗУ) для автомобильного аккумулятора работает по принципу преобразования переменного сетевого напряжения в постоянное импульсное напряжение высокой частоты. Основные этапы работы такого ЗУ:

1. Выпрямление и фильтрация входного переменного напряжения 220В
2. Преобразование выпрямленного напряжения в импульсы высокой частоты (20-100 кГц)
3. Трансформация импульсов на пониженное напряжение
4. Выпрямление и сглаживание выходного напряжения
5. Стабилизация и регулировка выходного напряжения и тока

Ключевым элементом импульсного ЗУ является высокочастотный трансформатор, который имеет значительно меньшие габариты по сравнению с низкочастотным трансформатором в классических ЗУ.

Преимущества импульсных зарядных устройств

Импульсные ЗУ имеют ряд существенных преимуществ перед трансформаторными:

• Меньшие габариты и вес благодаря отсутствию громоздкого низкочастотного трансформатора
• Более высокий КПД (до 90% и выше)
• Возможность точной регулировки выходного напряжения и тока
• Наличие защиты от короткого замыкания, перегрузки, перегрева
• Возможность работы в широком диапазоне входных напряжений
• Меньший нагрев в процессе работы

Именно поэтому импульсные ЗУ практически полностью вытеснили трансформаторные модели.

Типовые схемы импульсных зарядных устройств

Для создания импульсных ЗУ используются различные схемотехнические решения. Рассмотрим несколько наиболее распространенных схем:

Схема на микросхеме UC3842

Это простая и надежная схема импульсного ЗУ на широко распространенной микросхеме UC3842. Основные элементы:

• Микросхема UC3842 — ШИМ-контроллер
• Силовой MOSFET-транзистор
• Импульсный трансформатор
• Выпрямительный диод Шоттки
• Выходной фильтр

Микросхема генерирует импульсы управления затвором MOSFET. Частота преобразования около 50 кГц. Выходное напряжение и ток регулируются с помощью обратной связи.

Схема на микросхеме TL494

Другой популярный вариант — схема на микросхеме TL494. Ее особенности:

• Двухтактный режим работы
• Частота преобразования 20-200 кГц
• Возможность точной регулировки напряжения и тока
• Наличие защиты от перегрузки

Схема на TL494 сложнее, но обеспечивает лучшие характеристики и функциональность.

Изготовление импульсного ЗУ своими руками

Для самостоятельного изготовления импульсного ЗУ потребуются:

• Микросхема ШИМ-контроллера (UC3842, TL494 и т.п.)
• Силовые MOSFET-транзисторы
• Феррит для изготовления трансформатора
• Диоды Шоттки
• Электролитические конденсаторы
• Резисторы, дроссели, предохранители
• Печатная плата

Основные этапы сборки:

1. Разработка или подбор подходящей схемы
2. Изготовление печатной платы
3. Намотка импульсного трансформатора
4. Монтаж компонентов на плату
5. Настройка и проверка работоспособности

Важно соблюдать меры электробезопасности при работе с высоким напряжением!

Рекомендации по выбору импульсного ЗУ

При выборе готового импульсного ЗУ для автомобильного аккумулятора следует учитывать несколько ключевых параметров:

• Диапазон выходного напряжения (12-14.4В для 12В АКБ)
• Максимальный зарядный ток (10-20% от емкости АКБ)
• Наличие режимов для разных типов АКБ
• Функции защиты от неправильного подключения, КЗ, перегрева
• Качество изготовления и надежность

Оптимальным выбором будет многорежимное интеллектуальное ЗУ от проверенного производителя.

Правила безопасности при зарядке аккумулятора

При использовании импульсного ЗУ необходимо соблюдать следующие правила безопасности:

• Заряжать аккумулятор только в хорошо проветриваемом помещении
• Не допускать попадания воды на ЗУ
• Правильно подключать клеммы ЗУ к аккумулятору
• Не оставлять процесс зарядки без присмотра
• Использовать защитные очки при работе с аккумулятором
• Не курить и не допускать открытого огня рядом с заряжаемым аккумулятором

Соблюдение этих простых правил позволит избежать опасных ситуаций при зарядке автомобильного аккумулятора.

Типичные неисправности импульсных ЗУ

Несмотря на надежность, импульсные ЗУ могут выходить из строя. Наиболее распространенные неисправности:

• Выход из строя силовых транзисторов
• Пробой диодов выпрямителя
• Неисправность ШИМ-контроллера
• Выход из строя импульсного трансформатора
• Неисправность цепей обратной связи

Для диагностики и ремонта импульсных ЗУ требуются специальные знания и оборудование. В большинстве случаев ремонт лучше доверить специалистам.

Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Приведена принципиальная схема зарядного устройства,именно для аккумулятора, а не для сотового телефона, оно построено на микросхеме-стабилизаторе LM Разница в том, что схема зарядки сотового телефона состоит из внешнего блока питания, обычно, напряжением ,5V и внутренней схемы контроллера При снижении напряжения до 12, Традиционная «безопасная» зарядка никель-кадмиевых аккумуляторов током, значение которого в десять раз меньше емкости аккумулятора, удовлетворяет далеко не всех пользователей, поскольку в этом случае для гарантированной полной его зарядки требуется затратить более десяти часов Автомобильные аккумуляторные батареи нередко заряжают устройствами, не имеющими стабилизатора тока.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Зарядные устройства
• Мощное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
• ИМПУЛЬСНОЕ ЗУ ДЛЯ АКБ
• Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками
• 11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
• Изготовление и эксплуатация импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
• Зарядные устройства
• Электрическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора
• Схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Импульсное зарядное устройство, простое автомобильное

Зарядные устройства

Автовладельцы часто сталкиваются с проблемой разряда аккумулятора. Если это происходит далеко от СТО, автомагазинов и АЗС, можно из доступных деталей самостоятельно изготовить устройство для заряда аккумуляторной батареи. Рассмотрим, как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, обладая минимальными знаниями электромонтажных работ. Содержание этой статьи Причины и признаки разряда АКБ Универсальное зарядное устройство своими руками.

Видео: Принцип действия Зарядка автомобильного аккумулятора в домашних условиях Зарядка от блока питания ноутбука Заряд от бытовой сети Зарядка для автомобильных аккумуляторов своими руками. Видео: Самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора Трансформаторные устройства Импульсные зарядные устройства Общие рекомендации Отзывы, комментарии Такое устройство лучше применять только в критических ситуациях.

Однако, если вы знакомы с электротехникой, правилами электро- и пожаробезопасности, имеете навыки электроизмерений и монтажных работ, самодельное зарядное устройство вполне может заменить заводской блок.

В процессе эксплуатации аккумуляторной батареи при работе двигателя идет постоянный подзаряд АКБ от генератора автомобиля. Проверить процесс заряда можно, подключив к клеммам аккумулятора мультиметр при заведенном двигателе, измеряя напряжение зарядки автомобильного аккумулятора. Заряд считается нормальным, если напряжение на клеммах составляет от 13,5 до 14,5 Вольт.

Для полного заряда требуется проехать на авто не менее 30 километров или примерно полчаса в городском ритме движения. Напряжение нормально заряженного аккумулятора во время стоянки должно быть не менее 12,5 Вольта. В том случае, если напряжение менее 11,5 Вольта , двигатель авто может не запуститься во время старта. Причины разряда аккумуляторной батареи: АКБ имеет значительный износ более 5-ти лет эксплуатации ; неправильная эксплуатация аккумулятора, приводящая к сульфатации пластин; длительная стоянка транспортного средства, особенно в холодное время года; городской ритм движения авто с частыми остановками, когда АКБ не успевает достаточно зарядиться; невыключенные электроприборы автомобиля во время стоянки; повреждение электропроводки и оборудования автомобиля; утечки по электроцепям.

Многие автовладельцы в комплекте бортового инструмента не имеют средств для измерения напряжения АКБ вольтметр, мультиметр, пробник, сканер. В таком случае можно руководствоваться косвенными признаками разряда АКБ: тусклое свечение лампочек на приборной панели при включении зажигания; отсутствие вращения стартера при запуске двигателя; громкие щелчки в районе стартера, погасание лампочек на приборной панели при запуске; полное отсутствие реакции авто на включение зажигания.

При появлении перечисленных признаков в первую очередь необходимо проверить клеммы АКБ, при необходимости их почистить и поджать. В холодное время года можно попробовать занести на некоторое время аккумуляторную батарею в теплое помещение и его прогреть. Если эти методы не помогают или невозможны, приходится воспользоваться зарядным устройством. Универсальное зарядное устройство своими руками. Сколько ампер нужно для зарядки автомобильного аккумулятора?

Ток заряда выбирают равным одной десятой от емкости аккумуляторной батареи. АКБ придется заряжать около 10 часов до полного заряда.

Зарядка аккумулятора авто большими токами может привести к процессу сульфатации. Чтобы этого избежать, лучше производить заряд АКБ малыми токами, но более продолжительное время. Импульсные устройства значительно уменьшают эффект сульфатации. Некоторые импульсные зарядные устройства имеют режим десульфатации, который позволяет восстанавливать работоспособность АКБ. Он заключается в последовательном заряде-разряде импульсными токами по специальному алгоритму.

Заряжая аккумуляторную батарею, нельзя допустить перезаряд. Он может привести к закипанию электролита, сульфатации пластин. Необходимо, чтобы устройство имело собственную систему контроля, измерения параметров и аварийного отключения. Начиная с х на автомобили стали устанавливать специальные типы аккумуляторных батарей: AGM и гелевые. Зарядка автомобильного аккумулятора таких типов отличается от обычного режима. Как правило, он трехэтапный. До определенного уровня заряд идет большим током.

Затем ток уменьшается. Окончательный заряд происходит еще меньшими импульсными токами. Зарядка автомобильного аккумулятора в домашних условиях Часто в водительской практике возникает ситуация, когда, поставив машину возле дома вечером, утром обнаруживается, что АКБ разряжен. Что можно сделать в такой ситуации, когда под рукой нет паяльника, никаких деталей, а завестись надо?

В этом случае может помочь блок питания от какой-нибудь бытовой или оргтехники, например, ноутбука. Зарядка от блока питания ноутбука Напряжение, которое производит блок питания ноутбука обычно 19 Вольт, ток до 10 Ампер. Этого хватает, чтобы зарядить АКБ. Необходимо последовательно в цепь заряда включить ограничивающее сопротивление.

В качестве него можно взять автомобильную электролампочку, лучше для освещения салона. Ее можно приобрести на ближайшей автозаправке. Обычно средний контакт разъема положительный. К нему подключается лампочка. Отрицательная клемма подключается к отрицательному выводу блока питания. На блоке питания обычно имеется шильдочка, показывающая полярность разъема. Пары часов зарядки таким методом достаточно, чтобы запустить двигатель. Схема простого зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Его применяют только в критической ситуации, используя максимальные меры электробезопасности. Для этого понадобится осветительная лампа не энергосберегающая. Можно вместо нее использовать электроплитку.

Также необходимо приобрести выпрямительный диод. На это время напряжение, подаваемое в квартиру, лучше обесточить. Схема представлена на рисунке. За ночь АКБ подзарядится всего на несколько ампер-часов, но этого может хватить для запуска. Если соединить параллельно три лампы, то АКБ зарядится в три раза больше. Если вместо лампочки подключить электроплитку на самой маленькой мощности , то время заряда существенно уменьшится, но это очень опасно.

К тому же может пробиться диод, тогда возможно замыкание АКБ. Методы заряда от В опасны. Зарядка для автомобильных аккумуляторов своими руками. Видео: Самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора Перед тем как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, следует оценить свой опыт электромонтажных работ, знания по электротехнике, на основании этого приступить к выбору схемы зарядного устройства для автомобильного аккумулятора.

Можно посмотреть в гараже, возможно, есть старые устройства или блоки. Для устройства подходит блок питания от старого компьютера. В нем есть почти все: разъем В; выключатель питания; электросхема; вентилятор охлаждения; выводы подключения. Обычно это удается сделать, изменив номинал сопротивления в цепи обратной связи около 1 килоОма. Это можно проделать экспериментальным путем либо покопавшись в интернете и найдя подходящую схему блока питания.

Ограничивающее сопротивление можно не ставить, электронная схема самостоятельно отрегулирует ток заряда в пределах 2 Ампер.

Внешний вид устройства. Такие применялись в старых телевизорах. Трансформаторные устройства Простейшая схема устройства с трансформатором. В практике большее применение получили устройства с регулированием тока. Они более сложны схемотехнически, требуют определенных навыков при монтаже. Поэтому, если вы не обладаете специальными навыками, лучше купить заводской блок. Импульсные зарядные устройства Импульсные зарядные устройства имеют ряд преимуществ: Какую сигнализацию с автозапуском лучше поставить на автомобиль?

Основные недостатки импульсных зарядных устройств: высокая вероятность выхода из строя мощных транзисторов; необходимость глубоких знаний в области электротехники для настройки устройств; отсутствие гальванической развязки с питающим напряжением понижает степень электробезопасности; большой уровень электромагнитных помех их нельзя включать в непосредственной близости с радиоустройствами, мобильной техникой.

Один из наиболее простых вариантов электрической схемы приведен на рисунке 8. Вас заинтересует эта статья — Как пользоваться динамометрическим ключом для автомобиля? Принцип действия импульсных устройств основан на преобразовании переменного напряжения бытовой электросети в постоянное при помощи диодной сборки VD8. Затем постоянное напряжение преобразуется в импульсы высокой частоты и амплитуды.

Импульсный трансформатор Т1 вновь преобразует сигнал в постоянное напряжение, которое заряжает аккумулятор. Так как обратное преобразование ведется на высокой частоте, то габариты трансформатора значительно меньше. Обратная связь, необходимая для контроля параметров заряда, обеспечивается оптроном U1. Несмотря на кажущуюся сложность устройства, при правильной сборке блок начинает работать без дополнительной регулировки. Такое устройство обеспечивает ток заряда до 10 Ампер.

Общие рекомендации При заряде АКБ с помощью самодельного устройства необходимо: устройство и АКБ располагать на токонепроводящей поверхности; соблюдать требования электробезопасности применять перчатки, резиновый коврик, инструмент с электроизоляционным покрытием ; не оставлять надолго включенное зарядное устройство без контроля, следить за напряжением и температурой АКБ, зарядным током.

Подробнее Какой аккумулятор для автомобиля лучше выбрать? Подробнее Как выбрать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора?

Комментарии Оставьте отзыв Дополните статью вашими комментариями :. Датчик детонации: признаки неисправности, замена. Бесконтактная мойка авто. Какой шампунь выбрать? Renault Duster: отзывы владельцев, особенности эксплуатации.

Toyota RAV4: отзывы владельцев, особенности эксплуатации. Volkswagen Polo: технические характеристики, комплектации и цены. Renault Duster: технические характеристики, комплектации и цены.

Nissan X-Trail: отзывы владельцев, особенности эксплуатации.

Мощное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Проблемы с аккумуляторами — не такое уж редкое явление. Самое главное — найти трансформатор с нужными характеристиками, а сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками — дело буквально пары часов при наличии всех необходимых деталей. Процесс заряда аккумуляторов должен проходить по определенным правилам. Причем процесс заряда зависит от вида батареи. Нарушения этих правил приводит к уменьшению емкости и срока эксплуатации.

Схемы простых зарядных устройств для Повышенные требования в ЗУ импульсного типа.

ИМПУЛЬСНОЕ ЗУ ДЛЯ АКБ

Бывают случаи, особенно зимой, когда владельцы автомобилей нуждаются в подзарядке автомобильного аккумулятора от внешнего источника питания. Безусловно, людям, не имеющим хороших навыков работы с электротехникой, желательно купить заводское устройство зарядки аккумуляторной батареи , ещё лучше приобрести пуско-зарядное устройство для запуска двигателя с разряженным аккумулятором без потерь времени на внешнюю подзарядку. Но если есть небольшие знания в области электроники, можно собрать простое зарядное устройство своими руками. Для правильного обслуживания аккумулятора и продления срока его службы подзарядка требуется при падении напряжения на клеммах ниже 11,2 В. При таком напряжении двигатель, скорее всего, запустится, но при долгой стоянке зимой это приведёт к сульфатации пластин и, как следствие, к снижению ёмкости батареи. При длительной стоянке зимой необходимо регулярно следить за вольтажом на клеммах АКБ. Оно должно составлять 12 В. Лучше всего снять батарею и занести её в тёплое место, не забывая при этом следить за уровнем заряда. Зарядка АКБ производится постоянным или импульсным током.

Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками

У каждого автолюбителя есть зарядное устройство для АКБ 12 В. Все эти старые зарядки с различным успехом работают и выполняют свои функции, но есть у них общий недостаток — слишком большие габариты и вес. Это не удивительно, ведь один только силовой трансформатор на ватт может весить до 5 кг. Поэтому и задумал собрать импульсное зарядное для автоаккумулятора. На просторах инета, точнее на форуме Kazus нашел схему этого ЗУ.

Разбор больше 11 схем для изготовления ЗУ своими руками в домашних условиях, новые схемы и года, как собрать принципиальную схему за час. ТЕСТ: Чтобы понять, обладаете ли вы необходимой информацией об аккумуляторах и зарядных устройствах для них, следует пройти небольшой тест:.

11 примеров: схемы на самодельное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Недавно под заказ попросили сделать высоковольтный генератор. Сейчас некоторые спросят себя — какое отношение имеет высоковольтный генератор к зарядному устройству? Должен заметить, что один из самых простых импульсных зарядников можно построить на базе приведенной схемы и в качестве наглядной демонстрации я решил собрать. Ранее, я уже выкладывал статью про зарядное устройство на основе полумостового инвертора на драйвере IR, в этой статье тот же драйвер, только чуть иная схематика, без использования емкостей полумоста, так, как с ними было много вопросов и многие просили схему без конденсаторов. Диодный мост можно собрать из любых выпрямительных диодов с током не менее 2А желательно в районе А и более и с обратным напряжением не менее Вольт, в моем случае был использован готовый диодный мост из компьютерного блока питания, обратное напряжение Вольт при токе 6 Ампер — то, что надо!

Изготовление и эксплуатация импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

Разряд аккумуляторной батареи — это довольно распространенная проблема, с которой сталкиваются многие наши соотечественники. Для восстановления работоспособности АКБ ее необходимо зарядить, для этой цели в продаже можно найти множество видов зарядных приборов. Из каких элементов состоит зарядное устройство импульсное для автомобильного аккумулятора и как его соорудить своими руками — подробнее об этом читайте ниже. Приборы для зарядки аккумулятора могут быть трансформаторными либо импульсными. Первые сегодня практически неактуальны из-за их больших размеров и веса, а также недостатков, соответственно, востребованность импульсных ЗУ для АКБ только растет. Если вы сравните импульсное зарядное устройство с трансформаторным, то увидите, что все компоненты, которые входят в состав первого, значительно меньше по размерам и весу. Именно поэтому приборы такого типа получили популярность среди соотечественников, тем более, что их вполне можно соорудить в домашних условиях.

Схема зарядного устройства для аккумулятора от GSM-телефона в вашем распоряжении зарядное устройство для автомобильной аккумуляторной В основу устройства положен двухтактный полумостовой импульсный.

Зарядные устройства

На данный момент существует много схем зарядных устройств, в том числе и импульсных, которые позволяют зарядить аккумулятор автомобиля. Часть таких устройств, к сожалению, обладают существенными недостатками, выраженными в значительных габаритах, дороговизне комплектующих, сложности самостоятельной сборки или недостаточной выходной мощности. Представленная ниже схема не обладает такими минусами, но к тому же еще имеет следующие преимущества:.

Электрическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Зарядное для Автомобильных аккумуляторов на советских деталях

Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве. Справочник бесплатно. Параметры радиодеталей бесплатно. Даташиты бесплатно. Прошивки бесплатно.

Ремонт телефона. Аккумуляторы автомобильные купить аккумулятор.

Схемы зарядных устройств для автомобильных аккумуляторов

Пульт управления В интернет сети можно найти довольно большое количество различных примеров ЗУ, для каждого из них дается электрическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора. Конечно, кратковременный ток запуска в этих режимах превышает возможности зарядного устройства, но и такая добавка мощности может значительно помочь не вполне зараженному аккумулятору автомобиля. Предлагаемая схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора не является догмой, в нее можно вносить некоторые изменения с целью улучшения выходных показателей. По принципиальным характеристикам у схемы нет никаких сложностей, задающий генератор IR, он легко справляется с управлением двумя ключами. Схема имеет надежные многоканальные полевые резисторы высокой мощности IRF Можно поставить и другие типы резисторов, но это отрицательно скажется на выходной мощности зарядного устройства.

Такой блок питания был создан после того, как сгорел мой лабораторный БП, который прослужил всего пару месяцев. Было решено из подручных средств собрать мощный сетевой ИБП, который при желании можно было использовать в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. За основу была взята схема полумостового инвертора на драйвере IR

Автоматическое импульсное зарядное устройство на ИМС TL494

Универсальное зарядное устройство для любых типов аккумуляторных батарей
с номинальными напряжениями 1,5 — 24В и ёмкостью 0,3 — 200Ач.

Заряд аккумуляторной батареи — это химический процесс, в ходе которого аккумулятор принимает в себя часть электрической энергии, прибывающей из сетевой розетки. Обряд несложный, однако имеет нюансы и несколько отличается от церемонии зарядки воды денежными символами и звездой Эрцгаммы.

Наиболее широко распространены два способа заряда аккумуляторов: 1 — при постоянном зарядном токе и 2 — при постоянном напряжении.
Первый из них мы достаточно легко и непринуждённо реализовали в мощном бестрансформаторном ЗУ, описанным на странице  ссылка на страницу , второй — рассмотрим в рамках этой статьи.

Итак, заряд постоянным напряжением.
При данном способе напряжение на выходе ЗУ поддерживается постоянным в течении всего времени заряда. В результате, в связи с постепенным увеличением внутреннего сопротивления батареи, зарядный ток убывает в течение процесса от максимального до практически нулевого.
При этом, без специальных защитных схемных решений, сила тока в начальный момент заряда может достигать весьма опасных для АКБ величин — 100-150% от номинальной ёмкости аккумулятора. Чтобы батарея в этот момент не крякнула от неожиданности, в мощные зарядники обязательно вводят ограничитель тока (≈ 50% ёмкости АКБ).

Стало быть, нам нужно серьёзно озадачиться устройством, выдающим в сухом остатке: регулируемое в диапазоне 1,5-24В постоянное напряжение, выходной ток вплоть до 20А и содержащим узел защиты, ограничивающий этот ток величиной, заранее задаваемой юзером.
К тому же, при таких весомых мощностях повиснет в воздухе вопрос, касающийся параметра КПД, а также массогабаритных характеристик зарядного устройства.

Исходя из сложившейся ситуации, делаем широкомасштабный вывод: блок питания должен быть импульсным, стабилизатор напряжения и регулятор тока — тоже.

Начнём с конца. Схема электрическая принципиальная регулируемого стабилизатора напряжения с ограничителем тока.

Рис.1

В основе схемы стабилизатора лежит интегральная микросхема TL494, представляющая из себя ШИМ — контроллер, вполне комфортно себя чувствующий в схемах управления блоков питания.

При полном отсутствии желания выпендриться и бить себя по темечку, считая себя умнее создателей ИМС, было решено на 100% следовать схеме включения микросхемы, приведённой в качестве примера 10А блока питания в Datasheet-е производителя.

Частота колебаний внутреннего генератора, задаётся элементами R6, С2 и составляет 20кГц.
Внешний биполярный транзистор был заменён на мощный p-канальный полевик Т3, обладающий значительно более высоким параметром КПД при работе в ключевых приложениях.
Двухтактный эмиттерный повторитель на транзисторах Т1-Т2 предназначен для прокачки значительной входной ёмкости полевого транзистора.
Делитель, образованный резисторами R9, R10, ограничивает максимальное напряжение U_зи Т3 на допустимом уровне -15В.

Как это всё работает?
Выходное напряжение (+Uвых) через делитель, образованный переменным резистором R13, поступает на неинвертирующий вход (1IN+) встроенного в ИМС усилителя ошибки и сравнивается с опорным напряжением 1,5В, присутствующем на инвертирующем входе (1IN-).
Если это напряжение ниже опорного, контроллер даёт команду на увеличение длительности выходных импульсов, если выше — на уменьшение. Таким образом происходит стабилизация выходного напряжения на уровне U_вых = 1,5×K_дел, где K_дел — коэффициент деления переменника R13.
Таким образом, в верхнем (по схеме) положении ползунка R13 K_дел=1, и выходное напряжение зафиксируется на уровне 1,5В, в нижнем — K_дел=∞, а это означает, что всё питающее напряжение через постоянно открытый ключ попадёт в нагрузку.

Теперь, что касается ограничения выходного тока.
Минусовой вывод нагрузки, как видно из схемы, подключается к земле не напрямую, а через резисторы мелкого номинала R16 (при выходных токах до 2А), либо R15IIR16 (при токах 2-20А).
Ясен хроматограф, что напряжение, падающее на этих резисторах, будет прямо пропорционально протекающему через нагрузку току.
Далее это напряжение усиливается операционным усилителем DA2, а следом поступает на неинвертирующий вход (2IN+) второго усилителя ошибки, где сравнивается с опорным напряжением 1В на инвертирующем входе (2IN-). Последующий механизм реакции микросхемы на соотношение входного и опорного сигналов аналогичен предыдущему описанию, за исключением того, что второй усилитель включён в режиме компаратора, и изменения выходного уровня происходят скачкообразно с частотой, определяемой постоянной времени интегрирующей цепочки R25 С8.

Итак. Ограничение тока происходит в момент появления на выходе DA2 напряжения уровнем 1В. Переключаемые резисторы R17-R24, отвечающие за коэффициент усиления операционного усилителя, как раз и определяют момент появление этого выходного уровня, в зависимости от тока, протекающего через нагрузку.

Приведу пример. Допустим, нам надо ограничить ток в нагрузке значением 1А. При таком токе на резисторе R16 образуется напряжение 0,1(Ом)×1(А)=0,1(В), т.е. для получения напряжения на выходе операционника 1В, нам надо усилить это значение в 10 раз.
Выбираем переключателем R19.
DA2 у нас работает в неинвертирующем режиме, поэтому его Ku=1+91(кОм)/10(кОм)=10,1 раз.
С приемлемой точностью результат получен.

Поскольку мы с Вами задумали зарядное устройство, а не блок питания РЭА, к пульсациям на выходе устройства можно отнестись вполне индифферентно, поверьте, точно также к ним отнесётся и подопытный АКБ. Поэтому решительно отказываемся от дросселя номиналом 140мкГн, приведённом в Datasheet-е, в пользу моточного изделия индуктивностью 50мкГн, и так размеры кольца для 20-ти амперных токов получатся весьма недетскими.
А именно. Без опасения загнать сердечник в насыщение следует использовать кольца из распылённого железа типоразмера Т130 и материалов смесей 52 (салатовый/голубой), либо 40 (салатовый/жёлтый), либо 26 (жёлтый/белый), склеить их в количестве 3-ёх штук, намотать 15-18 витков вчетверо сложенных проводов диаметром 1,5мм.
Использовать низкочастотные ферриты без пропила для создания малого воздушного зазора — дело весьма распространённое среди «умельцев», но абсолютно бессмысленное.

Едем дальше. Переходим к схеме собственно самого источника питания, обеспечивающего нам 30-ти вольтовое напряжение при токе нагрузки 20А.


Рис.2

Схемы, приведённые на Рис.2, обмусолены нами, истолкованы вдоль и поперёк на нескольких страницах, начиная с  ссылка на страницу, поэтому ограничусь лишь описанием трансформатора Tr1.

Импульсный трансформатор намотан на низкочастотном ферритовом кольце 2000НМ размерами 40×25×22мм.
Первичная обмотка содержит 30 витков обмоточного провода диаметром 1,5мм,
Вторичная — 6 витков сложенных вдвое проводов диаметром 2мм, либо вчетверо сложенных проводов диаметром 1,5мм.

 

Каковы 3 стадии интеллектуальных зарядных устройств?

 

Возможно, вы слышали, что вам нужно трехступенчатое зарядное устройство. Мы говорили это, и мы скажем это снова. Лучшее зарядное устройство для аккумулятора — это трехступенчатое зарядное устройство. Их также называют «умными зарядными устройствами» или «зарядными устройствами, управляемыми микропроцессором». По сути, эти типы зарядных устройств безопасны, просты в использовании и не будут перезаряжать аккумулятор. Почти все зарядные устройства, которые мы продаем, являются трехступенчатыми зарядными устройствами.

Итак, трудно отрицать, что трехступенчатые зарядные устройства работают, и работают они хорошо. Но вот вопрос на миллион долларов: Какие 3 этапа? Что делает эти зарядные устройства такими разными и эффективными? Это действительно того стоит? Давайте узнаем, пройдя каждый этап, один за другим.

Этап 1 | Массовая зарядка

Основное назначение зарядного устройства — перезарядка аккумулятора. На этом первом этапе, как правило, фактически используются самые высокие напряжение и сила тока, на которые рассчитано зарядное устройство. Уровень заряда, который может быть применен без перегрева батареи, известен как естественная скорость поглощения батареи. Для типичной 12-вольтовой AGM-батареи зарядное напряжение, поступающее в аккумулятор, достигает 14,6-14,8 вольт, а у залитых аккумуляторов может быть еще выше. Для гелевого аккумулятора напряжение должно быть не более 14,2-14,3 вольта. Если зарядное устройство представляет собой зарядное устройство на 10 ампер, и если сопротивление батареи позволяет это, зарядное устройство будет выдавать полные 10 ампер. На этом этапе аккумуляторы будут перезаряжаться, если они сильно разряжены. На этом этапе нет риска перезарядки, потому что батарея еще даже не полностью заряжена.

 

Этап 2 | Абсорбционная зарядка

Интеллектуальные зарядные устройства определяют напряжение и сопротивление аккумулятора перед зарядкой. После считывания заряда батареи зарядное устройство определяет, на каком этапе следует правильно заряжать. Как только аккумулятор достигнет уровня заряда 80%*, зарядное устройство перейдет в режим абсорбции. В этот момент большинство зарядных устройств будут поддерживать постоянное напряжение, в то время как сила тока снижается. Меньший ток, поступающий в аккумулятор, безопасно повышает заряд аккумулятора, не перегревая его.

Этот этап занимает больше времени. Например, последние оставшиеся 20 % батареи занимают гораздо больше времени по сравнению с первыми 20 % на этапе массовой загрузки. Ток непрерывно снижается, пока батарея почти не достигнет полной емкости.

*Фактическое состояние заряда, на которое перейдет стадия поглощения, зависит от зарядного устройства.

Стадия 3 | Плавающий заряд

Некоторые зарядные устройства переходят в плавающий режим уже при уровне заряда 85%, а другие начинают ближе к 95%. В любом случае, поплавковая ступень полностью заряжает аккумулятор и поддерживает 100% заряд. Напряжение будет уменьшаться и поддерживаться на постоянном уровне 13,2-13,4 вольта, что является максимальным напряжением, которое может выдерживать 12-вольтовая батарея. Ток также уменьшится до точки, где он считается струйкой. Отсюда и пошло выражение «капельное зарядное устройство». По сути, это плавающая стадия, когда заряд поступает в аккумулятор постоянно, но только с безопасной скоростью, чтобы обеспечить полный заряд и не более того. Большинство интеллектуальных зарядных устройств не отключаются в этот момент, однако совершенно безопасно оставлять батарею в плавающем режиме на месяцы и даже годы.

 

Полезнее всего для аккумулятора быть заряженным на 100 %.

Мы уже говорили это раньше и повторим снова. Лучшее зарядное устройство для аккумулятора — трехступенчатое интеллектуальное зарядное устройство. Они просты в использовании и не беспокоят. Вам никогда не придется беспокоиться о том, чтобы оставить зарядное устройство на аккумуляторе слишком долго. На самом деле, лучше оставить его включенным. Когда батарея не полностью заряжена, кристаллы сульфата накапливаются на пластинах, и это лишает вас энергии. Если вы оставляете свой PowerSports в сарае в межсезонье или на время отпуска, подключите аккумулятор к 3-ступенчатому зарядному устройству. Это гарантирует, что ваша батарея будет готова к запуску в любое время. Воспользуйтесь ссылкой ниже, чтобы просмотреть наш выбор смарт-чейнджеров и зарядных устройств 12/24 В.

Выберите зарядное устройство Smart Battery Charger

Была ли эта информация полезной? Подпишитесь, чтобы получать обновления и предложения.

Пожалуйста, введите действующий адрес электронной почты, например [email protected]
Мы уважаем ваше право на неприкосновенность частной жизни и никогда никому не передадим информацию о вашей электронной почте.

Повышение производительности батареи с помощью усовершенствованной зарядки

Участники Банка скачать эту статью в формате PDF.

Что вы узнаете:

• Важность правильной зарядки аккумулятора.
• Две основные схемы зарядки аккумулятора.
• Как спроектировать зарядное устройство CCCV.
• Результаты испытаний конструкции на основе CCCV.
  

Электронные устройства с батарейным питанием стали одним из ключевых элементов повседневной жизни, и использование перезаряжаемых батарей более практично и экономично, чем те, которые требуют частой замены. Зарядные устройства являются важной частью системы управления питанием таких устройств. Процесс зарядки аккумулятора эволюционировал, включая процедуру зарядки аккумулятора и схему реализации этой процедуры.

Для питания электронных устройств доступны несколько аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Однако этот портфель типов батарей сокращается при рассмотрении портативных устройств, которые также должны быть легкими. С учетом этого ограничения литий-ионные, литий-полимерные (LiPo) и LiFePO4 батареи являются наиболее часто используемыми элементами в реальных приложениях, а батареи LiPo находятся в верхней части списка.

Литий-полимерные батареи — это перезаряжаемые батареи, в которых используется литий-ионная технология с полимерным электролитом вместо жидкого электролита. Полимерный электролит состоит из полутвердого вещества (геля) с высокой проводимостью, что позволяет изготавливать аккумуляторы этого типа практически любого размера и формы. Батареи LiPo обеспечивают более высокую удельную энергию, чем другие типы литиевых батарей. Они имеют номинальное напряжение элемента 3,7 В, которое преобразуется в стандартное напряжение для аккумуляторных приложений. Когда требуется более высокое напряжение, например 7,4 В, два элемента LiPo соединяются последовательно.

Вторым обычно анализируемым параметром является емкость аккумулятора. Емкость аккумулятора — мера (обычно в ампер-часах) заряда, сохраняемого аккумулятором, — определяется массой активного материала, содержащегося в аккумуляторе. Аккумуляторы LiPo были разработаны для различных емкостей: от 80 мАч для малогабаритных маломощных приложений до 8 Ач для портативных устройств с двигателем, таких как дроны и автомобили с дистанционным управлением.

Одной из ключевых функций, которую необходимо контролировать для повышения производительности батареи с точки зрения доступной емкости и срока службы батареи, является процесс зарядки. Процесс зарядки эволюционировал для повышения производительности, а аппаратное обеспечение было миниатюризировано для создания зарядных устройств меньшего размера, которые можно включать в портативные устройства без значительного увеличения веса и размера. Здесь мы разработаем процесс зарядки и блок питания зарядного устройства для аккумуляторов Li-ion, LiPo и LiFePO4, используя устройство смешанного сигнала HVPAK SLG47105 и пассивные компоненты, чтобы создать небольшое монолитное зарядное устройство для аккумуляторов.

Схемы зарядки аккумуляторов

Аккумуляторы можно заряжать с помощью различных процессов, включающих различные регулировки тока и напряжения, которые обычно называются схемами зарядки. Для аккумуляторов на основе лития в реальных приложениях применяются две основные схемы: схема импульсной зарядки и схема постоянного тока постоянного напряжения (CCCV). Эти схемы предназначены для продления срока службы батареи.

В ходе многих электрохимических реакций внутренняя структура батареи постепенно истощается, что сокращает срок службы батареи. Кроме того, каждый цикл зарядки нагружает структуру батареи и приводит к ее ухудшению. Это накладывает ограничение на количество циклов перезарядки. Чтобы увеличить количество циклов перезарядки, различные схемы зарядки аккумуляторов соответствуют профилю, разработанному для обеспечения безопасности и длительного срока службы без ущерба для производительности.

Схема импульсной зарядки

Простейшей схемой зарядки является импульсная зарядка, при которой на батарею подается короткий импульс тока с высоким пиком. Высокий уровень тока изначально создает всплеск напряжения батареи, превышающий номинальное максимальное напряжение батареи. Напряжение батареи восстанавливается до нормального уровня, когда она может полностью поглотить введенный заряд, после чего напряжение батареи достигает уровня выше, чем до подачи пикового тока.

Процесс повторяется несколько раз, пока напряжение батареи не достигнет номинального значения. Эта последовательность показана на рис. 1 .

Схема импульсной зарядки является одной из самых популярных схем из-за простоты и экономичности реализации. Однако импульсная схема также имеет много недостатков. Например, скачки напряжения батареи обычно ниже максимального напряжения, которое батарея может выдержать без повреждений. Это всегда справедливо для таких аккумуляторов, как свинцово-кислотные, но не всегда для литиевых версий. Аккумуляторы на основе лития очень чувствительны к напряжению, поэтому всплески могут повредить их.

Более того, импульсы высокого пикового тока могут генерировать чрезмерное тепло, вызывая температурные перегрузки. Это может быть довольно опасно — аккумулятор может взорваться или загореться. Таким образом, импульсная схема зарядки для литиевых аккумуляторов нежелательна.

Схема зарядки CCCV

Схема зарядки CCCV основана на четырех фазах (рис. 2) . Первая фаза, обычно называемая фазой непрерывного заряда, предназначена для проверки правильности работы батареи или ее повреждения без подачи напряжения или тока, которые в противном случае могли бы быть опасными. Это достигается путем подачи постоянного зарядного тока на батарею до тех пор, пока напряжение батареи не достигнет минимального уровня, обычно называемого V 9.0119 bat_short . Уровень постоянного тока, используемый в этой фазе (I _{bat_short} ), обычно составляет 5% от полного зарядного тока (называемого I _chg ), чтобы избежать чрезмерного нагрева в случае повреждения батареи.

После того, как аккумулятор продемонстрирует нормальную работу, увеличив свое напряжение выше V _{bat_short} , начнется вторая фаза зарядки, предварительная зарядка. Уровень постоянного тока I _prechg , используемый на этой фазе, обычно составляет 10 % от полного зарядного тока I _.чг . Эта фаза продолжается до тех пор, пока напряжение батареи не достигнет минимального рабочего напряжения, называемого V _{bat_low} , что обычно соответствует примерно 70% номинального напряжения батареи.

Когда напряжение батареи превышает В _{bat_low} , запускается фаза постоянного тока или быстрой зарядки, применяя ток быстрой зарядки (I _chg ) для достижения 100% емкости батареи. Постоянный ток подается до тех пор, пока напряжение батареи не увеличится до напряжения регулирования батареи (V _батрег ). Это делается для того, чтобы избежать применения фазы высокого постоянного тока, которая может привести к увеличению напряжения батареи выше максимального номинального уровня, что приведет к повреждению батареи и чрезмерному нагреву.

При достижении напряжения регулирования батареи фаза быстрой зарядки прекращается и начинается четвертая фаза — фаза постоянного напряжения. В этой фазе подается постоянное напряжение, равное номинальному регулирующему напряжению батареи.

В этом случае батарея автоматически регулирует свой ток, поглощая столько заряда, сколько необходимо для продолжения процесса зарядки. По мере того, как аккумулятор продолжает заряжаться, его ток начинает уменьшаться. Когда ток падает до уровня тока предварительной зарядки (10 % от I _chg ), фаза регулирования напряжения завершается, и аккумулятор можно считать полностью заряженным.

Когда аккумулятор заряжен, зарядное устройство может автоматически контролировать его напряжение. Когда напряжение падает до напряжения подзарядки V _{bat_rchg} , обычно 96% от номинального напряжения, процесс зарядки начинается снова.

Благодаря фазам постоянного тока и постоянного напряжения эта схема зарядки называется CCCV. Точный контроль напряжения и тока делает эту схему очень популярной для аккумуляторов, чувствительных к уровню напряжения и тока, таких как батареи на основе лития.

Схема зарядки CCCV включает несколько фаз с разными начальными и конечными условиями и разными уровнями тока или напряжения, поэтому она требует более сложной реализации. Эта схема зарядки реализована в нескольких коммерческих ИС от разных производителей. Обычно для них требуется несколько внешних компонентов не только для конфигурации и регулирования напряжения и тока, но и для реализации выходного каскада мощности.

В этой статье мы будем использовать эту схему для монолитного зарядного устройства с интегрированным выходным каскадом. Это зарядное устройство настраивается извне, поэтому все напряжения и токи выбираются пользователем.

Схема устройства зарядного устройства

Монолитное зарядное устройство с использованием SLG47105 показано на рис. 3 . Питание от батареи генерируется высокочастотным широтно-импульсным модулятором (ШИМ), переключающим внутренние высоковольтные GPIO SLG47105, сконфигурированные как полумост. В качестве драйверов тока для процесса зарядки аккумулятора эти контакты переключают выходную катушку индуктивности для создания желаемого регулируемого выходного напряжения.

ШИМ, генерируемый внутренним модулем ШИМ микросхемы HVPAK, управляется внутренне на основе обратной связи по напряжению и току через аналоговые компараторы и модули измерения тока. Опорные значения напряжения и тока для регулирования контролируются внутри, генерируя опорный уровень для соответствующей фазы зарядки.

Весь процесс, включая все этапы схемы тарификации CCCV, управляется внутренними таблицами поиска (LUT) и счетчиками пульсаций, сконфигурированными для реализации конечного автомата, генерирующего все необходимые сигналы. Блок-схема рис. 3 представлена ​​на принципиальной схеме, показанной на рис. 4 . Он включает в себя необходимые внешние компоненты для настройки уровня напряжения и тока, а также выходные фильтры для зарядки аккумулятора.

Как показано на принципиальной схеме, выход системы, подключенный к батарее, фильтруется катушкой индуктивности 10 мкГн и неполярным конденсатором 100 мкФ. Эти значения выбраны для фильтрации высокочастотной составляющей 9Выход ШИМ 8,04 кГц.

Схема в Рисунок 5 (сеть Iref) используется для настройки тока непрерывной зарядки I _{bat_short} , тока предварительной зарядки I _prechg и тока быстрой зарядки I _chg .

Значения трех резисторов определяются следующими уравнениями:

При выборе этих резисторов можно настроить все уровни тока для зарядки аккумулятора, чтобы зарядное устройство могло адаптироваться к требованиям зарядки аккумулятора. Зарядное устройство может работать до 2 А. Аналогичные концепции могут применяться для обратной связи по напряжению батареи. Обратная связь по напряжению батареи управляется зарядным устройством для достижения условий каждой фазы зарядки и, наконец, на последнем этапе, для ее регулирования.

Для реализации этого управления системе требуется сигнал напряжения, который должен быть получен с помощью цепи резистор-делитель, показанной на рис. 6 . Сеть, показанная на рис. 5 , также позволяет пользователю настроить номинальное напряжение батареи.

Напряжение заряда батареи настраивается по следующему уравнению:

Резистор R1 _{— это резистор верхней стороны от батареи до вывода обратной связи по току, а R2 — резистор нижней стороны от вывода обратной связи до GND. Рекомендуемое значение резистора R2 составляет 200 кОм или ниже. Кроме того, для получения наилучшего разрешения обоим резисторам требуется точность 1% или выше. Контакт состояния — это цифровой выход, показывающий состояние зарядки. Когда на этом выводе высокий уровень, батарея заряжается. Когда он низкий, батарея заряжена, и процесс завершен. Результатом этой реализации является зарядное устройство с характеристиками, указанными в таблице} .

Монолитное зарядное устройство реализовано на SLG47105V. Эта схема содержит внутренние ШИМ-генераторы, аналоговые компараторы, датчики тока и высоковольтный интегрированный двойной Н-мост/счетверенный полумост. Их можно использовать для генерирования зарядного напряжения и тока, необходимых для зарядки аккумулятора, с соответствующими сигналами для регулирования напряжения и тока.

Управление фазой CCCV осуществляется с помощью внутреннего счетчика пульсаций и сигналов обратной связи по напряжению и току (рис. 7) . Фаза непрерывного заряда представлена ​​внутри как нулевое состояние счетчика пульсаций и является первым состоянием элемента управления. В этом состоянии ACMP1H непрерывно контролирует напряжение батареи, пока оно не станет ниже V _{bat_rchg.} Когда это условие выполнено, 3-битный LUT5 управления запуском позволяет всей системе начать процесс зарядки, а также активирует выход напряжения.

Каждая фаза имеет LUT, расположенную в верхней части рисунка, ожидающую заранее определенных условий, которые должны быть достигнуты для перехода к следующей фазе. Эти условия зависят от уровней напряжения или тока, которые сравниваются с компараторами ACMP0H и CCMP1.

Например, когда зарядное устройство находится в первой фазе, напряжение должно увеличиться выше V _{bat_short} , чтобы перейти к фазе предварительной зарядки. Это делается с помощью импульса, генерируемого 3-битным LUT0, который устанавливает высокий уровень только тогда, когда счетчик равен нулю, а напряжение обратной связи выше, чем опорное напряжение, подключенное к ACMP0H.

В этом состоянии сгенерированный импульс увеличивает счетчик пульсаций до следующего шага, и 3-битный LUT1 берет на себя управление. Эта динамика повторяется в течение всего цикла зарядки. Конфигурацию аналоговых компараторов и датчика тока можно увидеть на рисунках 8, 9 и 10 .

Как упоминалось ранее, напряжение зарядки аккумулятора генерируется и регулируется ШИМ, подключенным к высоковольтным GPIO HVPAK, сконфигурированным как полумост. Такая конфигурация необходима для получения желаемого напряжения с большим выходным током без преобразования батареи с плавающим зарядом (как это было бы, если бы использовался Н-мост). Это требование отключает возможность использования датчика тока, подключенного к порту HV GPIO, используемому для батареи, поскольку ток не мог быть обнаружен в ответвлении полумоста.

Поскольку для регулирования необходимо измерять ток, используется датчик тока второго HV GPIO SLG47105. Второй порт был настроен в High-Z; таким образом, по нему нет тока, и внешний шунтирующий резистор его датчика тока может использоваться в качестве шунтирующего резистора тока батареи. Подключения и конфигурации порта HV GPIO показаны на рисунках 11, 12 и 13 .

Для формирования сигнала ШИМ для регулирования напряжения и тока используется модуль ШИМ0. ШИМ настроен на 98,04 кГц, которые могут генерироваться высокочастотным внутренним генератором 25 МГц. Контроль рабочего цикла сконфигурирован как счетчик рабочего цикла; его можно увеличивать или уменьшать с помощью внешнего управляющего сигнала.

Этот управляющий сигнал поступает от датчиков напряжения и тока. Поэтому, в зависимости от текущей фазы зарядки, один из этих сигналов управляет выходом. Когда ток должен регулироваться, выход компаратора датчика тока определяет, должен ли рабочий цикл ШИМ быть выше или ниже, чтобы регулировать желаемый ток.

Когда необходимо регулировать напряжение, аналоговый компаратор таким же образом управляет ШИМ. ШИМ подключен к HV OUT0 для управления выходом полумоста. На рис. 14 показана конфигурация модуля PWM0.

Как было показано ранее, управление напряжением осуществляется с помощью аналогового компаратора ACMP0H, подключенного к обратной связи по напряжению и внешнему опорному напряжению. Для генерации эталона модуль PWM1 фильтруется внешним RC-фильтром нижних частот первого порядка. Модуль PWM 1 настроен на генерацию 9Выходной сигнал ШИМ 8,04 кГц с настраиваемым рабочим циклом из внутреннего регистрового файла.

Каждый раз, когда система переходит к следующей фазе, ШИМ получает управляющий импульс для увеличения указателя регистра, чтобы генерировалось следующее требуемое опорное напряжение. Выход ШИМ подключается к контакту 15, фильтруется и подключается к контакту 3 в качестве опорного входного напряжения. Подключение как PWM 0, так и PWM1, а также конфигурация модуля PWM1 показаны на рисунках 15 и 16 .

Аналогичные идеи управления опорным напряжением могут быть применены к управлению опорным током. Управление током реализовано с помощью компаратора измерения тока CMP1, подключенного к шунтирующему резистору, и внешнего опорного напряжения, связанного с уровнями тока.

Для создания эталона используются три резистора, подключенные к цепи резисторов (снова рис. 5) . Каждый раз, когда система переходит к следующей фазе, система подключает соответствующий резистор, активируя соответствующий контакт (PIN 2, PIN 14 или PIN 20) и настраивая остальные как High-Z.

В этой реализации один из трех резисторов подключен к цепи резистор-делитель, а остальные отключены. Для этого необходимо, чтобы контакты, указанные выше, были сконфигурированы как цифровой ввод/вывод, при этом вывод данных должен быть подключен к GND, а вход разрешения вывода управляется внутренней логикой системы. На рисунках 17 и 18 показано подключение каждого контакта и конфигурация контакта 2. Полная схема реализации зарядного устройства представлена ​​на рисунке 19 . .

Тесты и выводы

Для проверки реализации система была собрана и проанализирована с помощью регистратора сигналов для анализа тока и напряжения батареи. Использовалась полностью разряженная батарея LiPo. Аккумулятор с номинальным напряжением 4,1 В заряжался током быстрого заряда 1 А.

Для этой конфигурации R1 и R2 сети обратной связи по напряжению были 560 кОм и 200 кОм соответственно, а R _ichg , R _ипречг и R _{ibat_short} составляли 2482 Ом, 242,7 Ом и 84,7 Ом соответственно. Всю систему можно увидеть на рис. 20 .

Для анализа результатов мы записали кривую напряжения и тока на аккумуляторе, выходное опорное напряжение, используемое для регулирования напряжения на разных фазах заряда, и рабочий цикл ШИМ-выхода.

На рис. 21 показано опорное выходное напряжение, генерируемое HVPAK, которое сравнивается с обратной связью по напряжению батареи, полученной от резисторной делительной сети в Рисунок 6 . На рис. 22 показан рабочий цикл выходного сигнала ШИМ для зарядки батареи CCCV.

Обратите внимание, что всплеск рабочего цикла соответствует переходу от фазы быстрой зарядки к фазе постоянного напряжения, а зарядное устройство переходит от регулирования постоянного тока к регулированию постоянного напряжения.