Рішення для освітлення на сонячній енергії: ефективна зарядка 3-елементного літій-іонного акумулятора за допомогою Slkor SL3763

SlkorТехнічну основу компанії забезпечує Університет Цінхуа. Компанія орієнтована на нові матеріали, нові процеси та нові продукти, освоюючи провідну у світі технологію силових пристроїв на основі напівпровідників на основі карбіду кремнію (SiC) третього покоління. Слкор — це високотехнологічне підприємство, що об'єднує проектування, розробку, виробництво та продаж електронних продуктів, надаючи клієнтам надійні продукти та допоміжні технічні послуги.

1.1 Ім'я: Рішення для заряджання трисекційних літієвих акумуляторів Slkor SL3763

1.2 Застосування: Застосування резервних акумуляторів, портативні пристрої, портативні промислові та медичні інструменти, електроінструменти, автономні зарядні пристрої для акумуляторів.

2. Повне керування зарядкою для трисекційних літієвих акумуляторів, струм зарядки до 4А, захист від перенапруги.

2.1 Автоматичне поповнення рахунку

Після завершення заряджання, якщо джерело живлення та акумулятор залишаються підключеними до зарядного пристрою, напруга акумулятора поступово знижуватиметься через саморозряд або навантаження. Коли напруга акумулятора падає до 95.5% від постійної напруги заряджання, SL3763 автоматично переходить у стан заряджання та починає новий цикл заряджання. Це забезпечує підтримку рівня заряду акумулятора вище 80%.

Коли акумулятор не підключено до зарядного пристрою, SL3763 заряджає вихідний конденсатор до постійної напруги зарядки або трохи вище, а потім переходить у стан завершення зарядки. Через розрядний ефект робочого струму виводу BAT на вихідний конденсатор, напруга на виводі BAT повільно падає до порогу перезарядки. SL3763 знову переходить у стан зарядки, що призводить до циклічного перемикання зарядного пристрою між станом зарядки та станом завершення зарядки. Це створює пилкоподібну форму хвилі на виводі BAT та виводить імпульсний сигнал, що вказує на відсутність встановленого акумулятора. Найкраще не підключати акумулятор до зарядного пристрою під час його роботи, інакше зарядний пристрій може перейти в невизначений стан і також може подавати великий струм на акумулятор протягом короткого періоду.

2.2 Струм акумулятора в режимі сну

Коли вхідна напруга зникає або вхідна напруга нижча за напругу батареї, SL3763 переходить у режим сну. Струм, що протікає через контакти BAT та CSP, становить приблизно 9 мкА (VBAT = 12 В).

3. Бренд Slkor пропонує комплексне рішення для застосування в сонячній зарядці та освітленні. 

Це включає продукти для вибірки напруги та струму, підсилювачі, що складаються з джерел постійного струму, системи керування зарядкою літієвих акумуляторів Slkor з кількома елементами, різні MOSFET-транзистори Slkor для керування та фототранзистори Slkor.

4. Типове застосування Slkor SL3763 в управлінні зарядкою 3-секційних літієвих акумуляторів

4.1 Принцип застосування:

Використовує мікросхему керування заряджанням літієвої батареї Slkor SL3763 для накопичення електричної енергії від зовнішнього сонячного джерела в літієвій батареї, забезпечуючи автоматичне перемикання між днем ​​і ніччю, утворюючи модуль керування для невеликого нічника. U8 – це фототранзистор Slkor (SLPT0805AC). Під сильним сонячним світлом він проводить струм, автоматично вимикаючи джерело живлення 5 В. Таким чином, неінвертуючий вхід операційного підсилювача Slkor SL348XT5 не може вибірково генерувати напругу для керування MOSFET-транзистором Slkor SL3400, і плата освітлення вимикається. Вдень сонячна панель заряджає літієву батарею. Вночі, коли світло тьмяне, U8 вимикається, 5VCC вмикається, і літієва батарея подає живлення на плату освітлення J2.

4.2 Малюнок 1 Показано мікросхему заряджання літієвих акумуляторів Slkor. Користувачі можуть налаштувати значення постійного струму заряджання відповідно до технічних характеристик. R1 – це зарядний резистор 40 мОм, що забезпечує струм заряджання 3 А (120 мВ / 40 мОм). Slkor SL4435 – це P-канальний MOSFET з опором увімкненого стану лише 30 мОм при напрузі затвора 4.5 В, витримуваною напругою 30 В та максимальним струмом 10 А, що робить його дуже придатним для перемикання високовольтної сторони. SS56 також використовує діод Шотткі Slkor з випрямним струмом 5 А та зворотною напругою 60 В, що дуже підходить для низьковольтних застосувань.

4.3 Малюнок 2 Використовується MOSFET-транзистор SLkor SL2305S з максимальним струмом 4 А та типовим опором увімкненого стану менше 45 мОм при сигналі керування затвором 4.5 В, у корпусі SOT23. Він дуже підходить для комутаційних застосувань завдяки дуже низькому внутрішньому опору. Ця схема також реалізує комутацію живлення.

4.4 Малюнок 3 Використовує мікросхему Slkor LM2596S-5.0, понижувальний перетворювач постійного струму з фіксованим виходом 5 В. Діапазон вхідної напруги становить 5-30 В, і для нього потрібна дуже мала кількість зовнішніх компонентів. Користувачі можуть зібрати схему відповідно до технічного опису.

4.5 Малюнок 4 Показано схему керування світловою платою. У схемі використовується операційний підсилювач Slkor SL348XT5. Цей операційний підсилювач має вхідний та вихідний сигнал типу "рейка-рейка" з низькою швидкістю зміни напруги, що робить його дуже придатним для застосування в системах збору та посилення сигналів. Максимальний вихідний струм операційного підсилювача становить 40 мА, тут він безпосередньо керує MOSFET-транзистором Slkor SL3400, утворюючи схему джерела постійного струму. Яскравість світла можна змінювати, регулюючи значення резистора R19. MOSFET-транзистор Slkor SL3400 має максимальну витримувану напругу 30 В, номінальний струм 5.8 А та постачається в корпусі SOT-23. Його порогова напруга VGS становить 0.9 В, що робить його дуже придатним для низьковольтних застосувань керування, таких як ШІМ, керування живленням та перемикання навантаження.

4.6 Малюнок 5 показує, що під сильним світлом фототранзистор Slkor SLPT0805AC-LB1 проводить ток, а Q7 відключається, забезпечуючи автоматичне вимикання сонячної панелі під час денного сонячного світла.

У цій схемі використовується ключовий компонент Slkor SLPT0805AC-LB1. Це фоточутливий датчик з високою чутливістю до інфрачервоного світлодіода в корпусі для поверхневого монтажу. Він невеликий, дуже надійний, енергозберігаючий, екологічно чистий та має широкий спектр застосування. Він підходить для різних освітлювальних приладів з керуванням світлом, таких як невеликі нічники.

5. Нижче наведено демонстраційну плати заряджання літієвої батареї SL3763

5.1 Пропозиції від Slkor Applications для інженерів:

Гарне проектування друкованої плати має вирішальне значення для забезпечення належної роботи SL3763, зменшення електромагнітного випромінювання та підвищення ефективності перетворення. Для схеми на рисунку 1 враховуйте такі моменти під час проектування друкованої плати:

(1) Позитивний вивід вхідного фільтрувального конденсатора повинен бути близьким до витоку P-канального MOSFET.
(2) Діод D1 має бути розташований близько до індуктивності; резистор вимірювання струму має бути розташований близько до індуктивності.
(3) Вихідний конденсатор має бути розташований поруч із резистором вимірювання струму.
(4) Доріжки для вхідного фільтрувального конденсатора, P-канального MOSFET-транзистора, діода D1, індуктивності, резистора вимірювання струму та вихідного фільтрувального конденсатора повинні бути якомога коротшими.
(5) Заземлення компонентів компенсації петлі на виводах GND та COM мікросхеми SL3763 слід підключати окремо до системної землі, щоб уникнути впливу комутаційного шуму на стабільність петлі. Заземлення вхідного конденсатора, анод діода D2 та заземлення вихідного конденсатора слід спочатку підключити до однієї мідної ділянки, перш ніж знову підключити до системної землі. Цей момент дуже важливий для забезпечення нормальної роботи SL3763.
(6) Розташування резистора вимірювання струму R1 повинно забезпечити відносно короткі з'єднання між виводами CSP та BAT мікросхеми та R1. З'єднання між виводами CSP та BAT до R1 повинні знаходитися на одному шарі, а відстань між ними має бути якомога меншою. Для забезпечення точності вимірювання струму зарядки виводи CSP та BAT слід підключати безпосередньо до резистора вимірювання струму.

6. Інформація про BOM для демонстраційної плати заряджання Slkor SL3763 така:

Слкор надає відповідні ДЕМО-плати для кінцевих клієнтів та дистриб'юторів, щоб полегшити використання нових продуктів марки "Slkor" та покращити технічну підтримку для клієнтів.