โซลูชันแสงสว่างพลังงานแสงอาทิตย์: การชาร์จ Li-Ion 3 เซลล์อย่างมีประสิทธิภาพด้วย Slkor SL3763

Sกิโลแกนหลักทางเทคนิคของบริษัทมาจากมหาวิทยาลัยชิงหัว บริษัทขับเคลื่อนด้วยวัสดุใหม่ กระบวนการใหม่ และผลิตภัณฑ์ใหม่ เชี่ยวชาญเทคโนโลยีอุปกรณ์กำลังไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สามระดับแนวหน้าของโลก สลกอร์ เป็นองค์กรด้านเทคโนโลยีขั้นสูงที่บูรณาการการออกแบบ การพัฒนา การผลิต และการจำหน่ายผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ โดยมอบผลิตภัณฑ์ที่เชื่อถือได้ให้กับลูกค้า และบริการด้านเทคนิคที่รองรับ

1.1 ชื่อ: โซลูชันการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมสามส่วน Slkor SL3763

1.2 การใช้งาน: การใช้งานแบตเตอรี่สำรอง อุปกรณ์พกพา เครื่องมืออุตสาหกรรมและการแพทย์ เครื่องมือไฟฟ้า เครื่องชาร์จแบตเตอรี่แบบสแตนด์อโลน

2. การจัดการการชาร์จที่สมบูรณ์สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมสามส่วน กระแสการชาร์จสูงถึง 4A ป้องกันไฟเกิน

2.1 การเติมเงินอัตโนมัติ

หลังจากการชาร์จเสร็จสิ้น หากแหล่งจ่ายไฟและแบตเตอรี่ยังคงเชื่อมต่อกับเครื่องชาร์จ แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะค่อยๆ ลดลงเนื่องจากการคายประจุเองหรือการโหลด เมื่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงเหลือ 95.5% ของแรงดันไฟฟ้าชาร์จคงที่ SL3763 จะเข้าสู่สถานะการชาร์จโดยอัตโนมัติและเริ่มรอบการชาร์จใหม่ วิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแบตเตอรี่จะเต็มมากกว่า 80%

เมื่อแบตเตอรี่ไม่ได้เชื่อมต่อกับเครื่องชาร์จ SL3763 จะชาร์จประจุตัวเก็บประจุเอาต์พุตจนถึงระดับแรงดันชาร์จคงที่หรือสูงกว่าเล็กน้อย จากนั้นจะเข้าสู่สถานะสิ้นสุดการชาร์จ เนื่องจากผลของการคายประจุของกระแสไฟฟ้าทำงานของพิน BAT ที่มีต่อตัวเก็บประจุเอาต์พุต แรงดันไฟฟ้าที่พิน BAT จะค่อยๆ ลดลงจนถึงเกณฑ์การชาร์จ SL3763 จะเข้าสู่สถานะการชาร์จอีกครั้ง ทำให้เครื่องชาร์จวนรอบระหว่างสถานะการชาร์จและสถานะสิ้นสุดการชาร์จ สิ่งนี้จะสร้างรูปคลื่นฟันเลื่อยที่พิน BAT และส่งสัญญาณพัลส์ที่ระบุว่าไม่มีแบตเตอรี่ติดตั้งอยู่ ไม่ควรต่อแบตเตอรี่เข้ากับเครื่องชาร์จในขณะที่เครื่องกำลังทำงาน มิฉะนั้น เครื่องชาร์จอาจเข้าสู่สถานะที่ไม่แน่นอน และอาจจ่ายกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ไปที่แบตเตอรี่เป็นระยะเวลาสั้นๆ ก็ได้

2.2 กระแสไฟแบตเตอรี่ในโหมดสลีป

เมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าลดลงหรือแรงดันไฟฟ้าขาเข้าต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าแบตเตอรี่ SL3763 จะเข้าสู่โหมดสลีป กระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าพิน BAT และ CSP อยู่ที่ประมาณ 9uA (VBAT = 12V)

3. แบรนด์ Slkor มอบโซลูชันครบวงจรสำหรับการใช้งานด้านการชาร์จและการให้แสงสว่างด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ 

ซึ่งรวมถึงผลิตภัณฑ์สำหรับการสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟและกระแสไฟฟ้า เครื่องขยายสัญญาณที่ประกอบด้วยแหล่งจ่ายกระแสคงที่ การจัดการการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม Slkor หลายเซลล์ Slkor MOSFET ต่างๆ สำหรับการขับเคลื่อน และโฟโตทรานซิสเตอร์ Slkor

4. การใช้งานทั่วไปของ Slkor SL3763 ในการจัดการการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม 3 ส่วน

4.1 หลักการประยุกต์ใช้:

ใช้ IC จัดการการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม Slkor SL3763 เพื่อเก็บพลังงานไฟฟ้าจากอินพุตภายนอกของพลังงานแสงอาทิตย์ลงในแบตเตอรี่ลิเธียม ทำให้สามารถสลับระหว่างกลางวันและกลางคืนโดยอัตโนมัติ และสร้างโมดูลขับเคลื่อนสำหรับไฟกลางคืนขนาดเล็ก U8 คือโฟโตทรานซิสเตอร์ Slkor (SLPT0805AC) ภายใต้แสงแดดจัด มันจะนำไฟฟ้าและปิดแหล่งจ่ายไฟ 5V โดยอัตโนมัติ ด้วยวิธีนี้ อินพุตแบบไม่กลับเฟสของออปแอมป์ Slkor SL348XT5 ไม่สามารถสุ่มตัวอย่างแรงดันไฟฟ้าเพื่อขับ Slkor SL3400 MOSFET ได้ และแผงไฟก็จะปิดลง ในระหว่างวัน แผงโซลาร์เซลล์จะชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม ในเวลากลางคืนที่แสงสลัว U8 จะตัดการทำงาน 5VCC จะเปิดขึ้น และแบตเตอรี่ลิเธียมจะจ่ายไฟให้กับแผงไฟ J2

4.2 รูปที่ 1 แสดงชิปชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียม Slkor ผู้ใช้สามารถออกแบบค่ากระแสชาร์จคงที่ตามเอกสารข้อมูลจำเพาะ R1 คือตัวต้านทานชาร์จ 40mΩ ส่งผลให้กระแสชาร์จ 3A (120mV / 40mΩ) Slkor SL4435 เป็นมอสเฟตแบบ P-channel ที่มีค่าความต้านทานขณะเปิดเพียง 30mΩ ที่แรงดันเกต 4.5V แรงดันทน 30V และกระแสสูงสุด 10A จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสวิตชิ่งด้านสูง SS56 ยังใช้ไดโอด Slkor Schottky ที่มีกระแสเรียงกระแส 5A และแรงดันย้อนกลับ 60V ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานแรงดันต่ำ

4.3 รูปที่ 2 ใช้ Slkor MOSFET SL2305S ที่มีกระแสสูงสุด 4A และความต้านทานขณะเปิด (on-resistance) น้อยกว่า 45mΩ ที่สัญญาณไดรฟ์เกต 4.5V ในแพ็คเกจ SOT23 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสวิตชิ่งเนื่องจากมีความต้านทานภายในต่ำมาก วงจรนี้ยังรองรับการสวิตชิ่งกำลังไฟฟ้าอีกด้วย

4.4 รูปที่ 3 ใช้ชิป Slkor LM2596S-5.0 ซึ่งเป็นชิปควบคุมพลังงาน DC-DC แบบเอาต์พุตคงที่ 5V ช่วงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าอยู่ที่ 5-30V และใช้ส่วนประกอบภายนอกน้อยมาก ผู้ใช้สามารถสร้างวงจรได้ตามเอกสารข้อมูล

4.5 รูปที่ 4 แสดงวงจรขับบอร์ดไฟ วงจรนี้ใช้วงจรขยายสัญญาณปฏิบัติการ Slkor SL348XT5 ออปแอมป์นี้มีอินพุตและเอาต์พุตแบบเรลทูเรลที่มีอัตราสลูว์เรตต่ำ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในการรับและขยายสัญญาณ กระแสเอาต์พุตสูงสุดของออปแอมป์คือ 40mA ซึ่งขับมอสเฟต Slkor SL3400 โดยตรง ทำให้เกิดวงจรแหล่งจ่ายกระแสคงที่ สามารถปรับความสว่างของแสงได้โดยการปรับค่าตัวต้านทาน R19 มอสเฟต Slkor SL3400 มีแรงดันไฟฟ้าทนได้สูงสุด 30V พิกัดกระแส 5.8A และบรรจุในแพ็คเกจ SOT-23 แรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ VGS อยู่ที่ 0.9V จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานไดรฟ์แรงดันต่ำ เช่น การใช้งาน PWM การจัดการพลังงาน และการสลับโหลด

4.6 รูปที่ 5 แสดงให้เห็นว่าภายใต้แสงที่แรง โฟโตทรานซิสเตอร์ Slkor SLPT0805AC-LB1 จะดำเนินการตัด Q7 ทำให้แผงโซลาร์เซลล์ปิดตัวเองโดยอัตโนมัติระหว่างที่มีแสงแดดในเวลากลางวัน

วงจรนี้ใช้ส่วนประกอบสำคัญ Slkor SLPT0805AC-LB1 เป็นเซ็นเซอร์ไวแสงที่มีความไวสูงต่อหลอด LED อินฟราเรด บรรจุในแพ็คเกจแบบติดตั้งบนพื้นผิว มีขนาดเล็ก เชื่อถือได้สูง ประหยัดพลังงาน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีการใช้งานที่หลากหลาย เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์แสงสว่างที่ควบคุมด้วยแสงต่างๆ เช่น ไฟกลางคืนขนาดเล็ก

5. ด้านล่างนี้คือบอร์ดสาธิตการชาร์จชิปแบตเตอรี่ลิเธียม Slkor SL3763

5.1 ข้อเสนอแนะจากแอปพลิเคชัน Slkor สำหรับวิศวกร:

การออกแบบ PCB ที่ดีเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งยวดเพื่อให้มั่นใจว่า SL3763 จะทำงานได้อย่างถูกต้อง ลดการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า และเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงสัญญาณ สำหรับวงจรในรูปที่ 1 โปรดพิจารณาประเด็นต่อไปนี้เมื่อออกแบบ PCB:

(1) ขั้วบวกของตัวเก็บประจุตัวกรองอินพุตควรอยู่ใกล้กับแหล่งของ MOSFET ช่อง P
(2) ไดโอด D1 จะต้องอยู่ใกล้กับตัวเหนี่ยวนำ ตัวต้านทานตรวจจับกระแสจะต้องอยู่ใกล้กับตัวเหนี่ยวนำ
(3) ตัวเก็บประจุเอาต์พุตจะต้องอยู่ใกล้กับตัวต้านทานตรวจจับกระแส
(4) รอยสำหรับตัวเก็บประจุกรองอินพุต, MOSFET ช่อง P, ไดโอด D1, ตัวเหนี่ยวนำ, ตัวต้านทานตรวจจับกระแส และตัวเก็บประจุกรองเอาต์พุต ควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
(5) ควรเชื่อมต่อสายดินสำหรับส่วนประกอบชดเชยลูปที่ขา GND และขา COM ของ SL3763 เข้ากับสายดินของระบบแยกกัน เพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณรบกวนจากการสลับที่ส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพของลูป ควรเชื่อมต่อขั้วกราวด์ของตัวเก็บประจุอินพุต ขั้วแอโนดของไดโอด D2 และขั้วกราวด์ของตัวเก็บประจุเอาต์พุตเข้ากับพื้นที่ทองแดงเดียวกันก่อนกลับเข้าสู่สายดินของระบบ จุดนี้สำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานปกติของ SL3763
(6) การวางตัวต้านทานตรวจจับกระแส R1 ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อจากพิน CSP และพิน BAT ของชิปไปยัง R1 ค่อนข้างสั้น การเชื่อมต่อจากพิน CSP และพิน BAT ไปยัง R1 ควรอยู่ในเลเยอร์เดียวกัน และระยะห่างควรน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำในการตรวจจับกระแสการชาร์จ ควรเชื่อมต่อพิน CSP และพิน BAT เข้ากับตัวต้านทานตรวจจับกระแสโดยตรง

6. ข้อมูล BOM สำหรับบอร์ด DEMO การชาร์จไฟ Slkor SL3763 มีดังต่อไปนี้:

สลกอร์ จัดทำบอร์ด DEMO เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้าปลายทางและผู้จัดจำหน่าย เพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้ผลิตภัณฑ์แบรนด์ "Slkor" ใหม่ และปรับปรุงบริการทางเทคนิคสนับสนุนให้แก่ลูกค้า