Carregador para baterias Li-lon. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
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Atualmente, as baterias de íons de lítio (Li-Ion) e de polímero de lítio (Li-Pol) são amplamente utilizadas. Sua característica distintiva é a grande capacidade com menos peso e dimensões. Uma variedade bastante grande dessas baterias é usada em telefones celulares.
A especificidade do carregamento de tais dispositivos de armazenamento de energia reside no cumprimento estrito dos modos de carregamento, cujo incumprimento conduz à falha e por vezes à explosão das baterias.
Para carregar baterias de íon-lítio, são produzidos microcircuitos especializados que garantem um carregamento seguro. Eu ofereço um carregador baseado no chip MC34674. O IC é um dispositivo totalmente integrado e pronto para carregar baterias Li-Ion e Li-Pol de célula única. Este microcircuito fornece uma corrente de carga máxima de 1 A com uma tensão de entrada de 4,3...10 V.
O microcircuito fornece proteção contra alta tensão de entrada (mas não superior a 28 V), superaquecimento do microcircuito e da bateria.O IC permite carregar baterias completamente descarregadas com baixa corrente. As dimensões do chip são 2x3 mm, portanto o carregador montado ocupa muito pouco espaço e permite que seja integrado em um produto vestível.
O processo de carregamento consiste em três etapas.
1. O chamado “carregamento lento”, a bateria está completamente descarregada, a tensão nela é inferior a 2,7 V. O carregamento é realizado com uma tensão de entrada variável, aproximadamente 60 mV superior à tensão da bateria.
2. A tensão da bateria é superior a 2,7 V. Carregamento CC.
3. Tensão da bateria - 4,2 V.
Recarregando com tensão constante, a corrente cai gradualmente até zero.
Durante o processo de carregamento, a corrente e a tensão são controladas.
Se um consumidor de energia estiver conectado em paralelo ao carregador e durante o seu funcionamento a tensão da bateria cair para 4,1 V, o modo de carregamento com corrente contínua (máximo possível) é reativado. Quando a temperatura do cristal aumenta para 110°C durante o carregamento, o carregamento é interrompido para evitar falha do microcircuito. O microcircuito permite regular a corrente de carga da bateria em função de sua temperatura (para isso, um termistor NTC deve ser embutido na bateria.
As baterias de telefones celulares geralmente possuem esse tipo de termistor).
No carregador (Fig. 1), a tensão de alimentação via interface USB ou de fonte externa é fornecida ao conector X2, passa pelo fusível FU1, filtrada e suavizada pelo indutor L1 e capacitor C3, e é fornecida à entrada do microcircuito D1. O capacitor C4 e o varistor R6 são usados para amortecer as emissões de pulso no circuito de potência.
A tensão de carga do pino 8 de D1 é fornecida ao “+” da bateria GB1.
Usando a cadeia R1-R2-Rt-C2, uma "janela de temperatura" é definida na qual o carregamento é realizado.
(clique para ampliar)
Com essas classificações de resistor (em Rt+R2=120 kOhm), a temperatura de desligamento superior é +55°С, a inferior (em Rt+R2=290 kOhm) - -40°С.
A entrada EN (pino 4) D1 é utilizada para ligar externamente (lógico "0") ou desligar (lógico 1) o microcircuito. As saídas GRN (pino 2) e VERMELHA (pino 3) servem para indicar o modo de funcionamento do carregador.
Neste circuito, esses pinos são conectados a portas livres do microcontrolador de um dispositivo portátil.
Caso o circuito não preveja o uso de microcontrolador, então o pino 4 deve ser aterrado, a resistência dos resistores R3 e R4 deve ser reduzida para 470 Ohms, conectados em vez de +5 V ao pino 1 de D1 e os LEDs devem ser ligado em série com os resistores para indicar o modo de operação do carregador. Se Uvx_norma=0 e Zar_Bat=1, a bateria está carregada. Se Uvx_norma=1 e Zar_Bat=0, a bateria está carregando.
O dispositivo é montado sobre uma placa de circuito impresso unilateral de 9x13 mm (Fig. 2). Utiliza componentes de chip: C1, C2, C4 - tamanho 0402, C3 - 1206, R1, R5 - 0402, R6 - 0805, L1 - 3216, FU1 - 0402.
Autor: S.Abramov, Orenburg
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O Phoenix oferece até 8 horas de uso com suas próprias baterias e, junto com o estojo, a autonomia é fornecida por 32 horas, e cada hora passada sob luz solar direta com o estojo estende a capacidade de tocar música por mais uma hora. O nível de carga pode ser monitorado usando um aplicativo especial que inclui um equalizador, além de suporte para personalização de controles de toque.
Outros recursos do Phoenix incluem resistência à água IPX4 (protege principalmente do suor, mas não de chuveiros ou duchas), suporte a Bluetooth 5.2 e uma porta USB tipo C para carregamento normal.
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