راهکار روشنایی با انرژی خورشیدی: شارژ کارآمد ۳ سلولی لیتیوم-یون با Slkor SL3

Slkorستون فقرات فنی این شرکت از دانشگاه چینهوا می‌آید. این شرکت با تکیه بر مواد جدید، فرآیندهای جدید و محصولات جدید، بر فناوری دستگاه‌های قدرت نسل سوم نیمه‌هادی کاربید سیلیکون (SiC) که در سطح بین‌المللی پیشرو است، تسلط دارد. اسلکور یک شرکت فناوری پیشرفته است که طراحی، توسعه، تولید و فروش محصولات الکترونیکی را با هم ادغام می‌کند و محصولات قابل اعتمادی را به مشتریان ارائه می‌دهد و از خدمات فنی پشتیبانی می‌کند.

۱.۱ نام: محلول شارژ باتری لیتیومی سه قسمتی Slkor SL3763

1.2 برنامه های کاربردی: کاربردهای باتری پشتیبان، دستگاه‌های دستی، ابزارهای صنعتی و پزشکی قابل حمل، ابزارهای برقی، شارژرهای باتری مستقل.

2. مدیریت کامل شارژ برای باتری‌های لیتیومی سه قسمتی، جریان شارژ تا 4 آمپر، محافظت در برابر ولتاژ بیش از حد.

۲.۱ شارژ خودکار

پس از اتمام شارژ، اگر منبع تغذیه ورودی و باتری به شارژر متصل بمانند، ولتاژ باتری به دلیل دشارژ خودکار یا بار به تدریج کاهش می‌یابد. هنگامی که ولتاژ باتری به 95.5٪ از ولتاژ شارژ ولتاژ ثابت کاهش می‌یابد، SL3763 به طور خودکار وارد حالت شارژ می‌شود و یک چرخه شارژ جدید را شروع می‌کند. این امر تضمین می‌کند که باتری بالای 80٪ شارژ شود.

وقتی باتری به شارژر متصل نیست، SL3763 خازن خروجی را تا ولتاژ شارژ ثابت یا کمی بالاتر شارژ می‌کند، سپس وارد حالت پایان شارژ می‌شود. به دلیل اثر دشارژ جریان کاری پین BAT روی خازن خروجی، ولتاژ پین BAT به آرامی به آستانه شارژ کاهش می‌یابد. SL3763 دوباره وارد حالت شارژ می‌شود و باعث می‌شود شارژر بین حالت شارژ و حالت پایان شارژ در چرخه باشد. این یک شکل موج دندانه اره‌ای در پین BAT ایجاد می‌کند و یک سیگنال پالس خروجی می‌دهد که نشان می‌دهد باتری نصب نشده است. بهتر است باتری را در حین کار به شارژر وصل نکنید، در غیر این صورت ممکن است شارژر وارد حالت نامشخص شود و همچنین ممکن است برای مدت کوتاهی جریان زیادی را به باتری تحویل دهد.

۲.۲ جریان باتری در حالت خواب

وقتی ولتاژ ورودی قطع شود یا ولتاژ ورودی کمتر از ولتاژ باتری باشد، SL3763 وارد حالت خواب می‌شود. جریان ورودی به پین‌های BAT و CSP تقریباً 9 میکروآمپر (VBAT = 12 ولت) است.

3. برند Slkor یک راه حل کامل برای کاربردهای شارژ خورشیدی و روشنایی ارائه می‌دهد. 

این شامل محصولاتی برای نمونه‌برداری ولتاژ و جریان، تقویت‌کننده‌های متشکل از منابع جریان ثابت، مدیریت شارژ باتری لیتیومی چند سلولی Slkor، ماسفت‌های مختلف Slkor برای درایو و فوتوترانزیستورهای Slkor می‌شود.

۴. کاربرد معمول Slkor SL4 در مدیریت شارژ باتری لیتیومی سه بخشی

۴.۱ اصل کاربرد:

از آی‌سی مدیریت شارژ باتری لیتیومی Slkor SL3763 برای ذخیره انرژی الکتریکی از ورودی خارجی خورشیدی به باتری لیتیومی استفاده می‌کند و با ایجاد سوئیچینگ خودکار بین روز و شب، یک ماژول درایو برای یک چراغ خواب کوچک تشکیل می‌دهد. U8 یک فوتوترانزیستور Slkor (SLPT0805AC) است. در زیر نور شدید خورشید، هدایت می‌کند و به طور خودکار منبع تغذیه 5 ولت را خاموش می‌کند. به این ترتیب، ورودی غیر معکوس کننده آپ امپ Slkor SL348XT5 نمی‌تواند ولتاژی را برای درایو ماسفت Slkor SL3400 نمونه‌برداری کند و برد چراغ خاموش می‌شود. در طول روز، پنل خورشیدی باتری لیتیومی را شارژ می‌کند. در شب که نور کم است، U8 قطع می‌شود، 5VCC روشن می‌شود و باتری لیتیومی، برق را به برد چراغ J2 تأمین می‌کند.

4.2 شکل 1 تراشه شارژ باتری لیتیومی Slkor را نشان می‌دهد. کاربران می‌توانند مقدار جریان شارژ جریان ثابت را طبق برگه اطلاعات طراحی کنند. R1 مقاومت شارژ، 40mΩ است که منجر به جریان شارژ 3A (120mV / 40mΩ) می‌شود. Slkor SL4435 یک MOSFET کانال P با مقاومت روشن تنها 30mΩ در ولتاژ گیت 4.5 ولت، ولتاژ تحمل 30 ولت و حداکثر جریان 10 آمپر است که آن را برای سوئیچینگ سمت بالا بسیار مناسب می‌کند. SS56 همچنین از یک دیود شاتکی Slkor با جریان یکسوسازی 5A و ولتاژ معکوس 60 ولت استفاده می‌کند که برای سناریوهای کاربردی ولتاژ پایین بسیار مناسب است.

4.3 شکل 2 از ماسفت Slkor مدل SL2305S با حداکثر جریان ۴ آمپر و مقاومت روشن معمولی کمتر از ۴۵ میلی اهم در سیگنال راه اندازی گیت ۴.۵ ولت، در بسته بندی SOT4 استفاده می‌کند. به دلیل مقاومت داخلی بسیار پایین، برای کاربردهای سوئیچینگ در اینجا بسیار مناسب است. این مدار همچنین سوئیچینگ توان را نیز پیاده‌سازی می‌کند.

4.4 شکل 3 از Slkor LM2596S-5.0، یک تراشه باک مدیریت توان DC-DC با خروجی ثابت ۵ ولت، استفاده می‌کند. محدوده ولتاژ ورودی ۵ تا ۳۰ ولت است و به قطعات خارجی بسیار کمی نیاز دارد. کاربران می‌توانند مدار را طبق برگه اطلاعات بسازند.

4.5 شکل 4 مدار درایو برد نوری را نشان می‌دهد. این مدار از تقویت‌کننده عملیاتی Slkor SL348XT5 استفاده می‌کند. این آپ امپ دارای ورودی و خروجی rail-to-rail با نرخ چرخش کم است که آن را برای کاربردهای دریافت و تقویت سیگنال بسیار مناسب می‌کند. حداکثر جریان خروجی آپ امپ 40 میلی‌آمپر است، در اینجا مستقیماً ماسفت Slkor SL3400 را درایو می‌کند و یک مدار منبع جریان ثابت تشکیل می‌دهد. روشنایی نور را می‌توان با تنظیم مقدار مقاومت R19 تغییر داد. ماسفت Slkor SL3400 دارای حداکثر ولتاژ قابل تحمل 30 ولت، جریان نامی 5.8 آمپر است و در بسته‌بندی SOT-23 عرضه می‌شود. ولتاژ آستانه VGS آن 0.9 ولت است که آن را برای کاربردهای درایو ولتاژ پایین، مانند کاربردهای PWM، مدیریت توان و سوئیچینگ بار بسیار مناسب می‌کند.

4.6 شکل 5 نشان می‌دهد که در زیر نور شدید، فوتوترانزیستور Slkor SLPT0805AC-LB1 هدایت می‌کند، Q7 قطع می‌شود و در طول روز و در نور خورشید، پنل خورشیدی به طور خودکار خاموش می‌شود.

این مدار از قطعه کلیدی Slkor SLPT0805AC-LB1 استفاده می‌کند. این یک حسگر حساس به نور با حساسیت بالا به LED مادون قرمز است که در یک بسته‌بندی نصب سطحی قرار می‌گیرد. این حسگر کوچک، بسیار قابل اعتماد، کم‌مصرف، سازگار با محیط زیست است و کاربردهای گسترده‌ای دارد. برای محصولات روشنایی مختلف با کنترل نور، مانند چراغ‌های شب کوچک، مناسب است.

۵. در زیر برد DEMO شارژ تراشه باتری لیتیومی Slkor مدل SL5 را مشاهده می‌کنید.

۵.۱ پیشنهادات Slkor Applications برای مهندسان:

طراحی خوب PCB برای اطمینان از عملکرد صحیح SL3763، کاهش تابش الکترومغناطیسی و بهبود راندمان تبدیل بسیار مهم است. برای مدار شکل 1، نکات زیر را هنگام طراحی PCB در نظر بگیرید:

(1) ترمینال مثبت خازن فیلتر ورودی باید نزدیک به منبع MOSFET کانال P باشد.
(2) دیود D1 باید نزدیک سلف باشد؛ مقاومت حسگر جریان نیز باید نزدیک سلف باشد.
(3) خازن خروجی باید نزدیک به مقاومت حسگر جریان باشد.
(4) مسیرهای مربوط به خازن فیلتر ورودی، MOSFET کانال P، دیود D1، سلف، مقاومت حسگر جریان و خازن فیلتر خروجی باید تا حد امکان کوتاه باشند.
(5) اتصال زمین برای اجزای جبران حلقه در پین GND و پین COM مربوط به SL3763 باید جداگانه به زمین سیستم متصل شود تا از نویز سوئیچینگ که بر پایداری حلقه تأثیر می‌گذارد، جلوگیری شود. ترمینال زمین خازن ورودی، آند دیود D2 و ترمینال زمین خازن خروجی ابتدا باید قبل از بازگشت به زمین سیستم به یک ناحیه مسی متصل شوند. این نکته برای اطمینان از عملکرد عادی SL3763 بسیار مهم است.
(6) محل قرارگیری مقاومت تشخیص جریان R1 باید تضمین کند که اتصالات پین CSP تراشه و پین BAT به R1 نسبتاً کوتاه باشند. اتصالات پین CSP و پین BAT به R1 باید در یک لایه باشند و فاصله آنها تا حد امکان کم باشد. برای اطمینان از دقت تشخیص جریان شارژ، پین CSP و پین BAT باید مستقیماً به مقاومت تشخیص جریان متصل شوند.

۶. اطلاعات BOM برای برد آزمایشی شارژ Slkor SL6 به شرح زیر است:

اسلکور بردهای آزمایشی (DEMO) مربوطه را برای مشتریان نهایی و توزیع‌کنندگان فراهم می‌کند تا استفاده از محصولات جدید برند "Slkor" را تسهیل کرده و خدمات فنی پشتیبانی را برای مشتریان افزایش دهد.