Solarbetriebene Beleuchtungslösung: Effizientes Laden von 3-Zellen-Li-Ionen-Akkus mit Slkor SL3763

SlkorDas technische Rückgrat von liegt bei der Tsinghua-Universität. Das Unternehmen setzt auf neue Materialien, neue Prozesse und neue Produkte und beherrscht die international führende Halbleitertechnologie für Leistungsbauelemente aus Siliziumkarbid (SiC) der dritten Generation. Slkor ist ein Hightech-Unternehmen, das Design, Entwicklung, Produktion und Vertrieb elektronischer Produkte integriert und seinen Kunden zuverlässige Produkte und unterstützende technische Dienstleistungen bietet.

1.1 Bezeichnung: Slkor SL3763 Dreiteilige Lithiumbatterie-Ladelösung

1.2-Anwendungen: Anwendungen für Backup-Batterien, Handgeräte, tragbare Industrie- und Medizingeräte, Elektrowerkzeuge, eigenständige Batterieladegeräte.

2. Komplettes Lademanagement für dreiteilige Lithiumbatterien, Ladestrom bis zu 4 A, Überspannungsschutz.

2.1 Automatisches Aufladen

Wenn nach Abschluss des Ladevorgangs die Eingangsstromquelle und der Akku weiterhin mit dem Ladegerät verbunden bleiben, sinkt die Akkuspannung aufgrund von Selbstentladung oder Belastung allmählich. Sobald die Akkuspannung auf 95.5 % der Konstantladespannung abfällt, wechselt der SL3763 automatisch in den Ladezustand und startet einen neuen Ladezyklus. Dadurch wird sichergestellt, dass der Akku über 80 % geladen bleibt.

Wenn der Akku nicht an das Ladegerät angeschlossen ist, lädt der SL3763 den Ausgangskondensator auf die konstante Ladespannung oder etwas höher und wechselt dann in den Ladezustand. Aufgrund der Entladewirkung des Betriebsstroms des BAT-Pins auf den Ausgangskondensator sinkt die Spannung am BAT-Pin langsam auf die Wiederaufladeschwelle. Der SL3763 wechselt wieder in den Ladezustand, wodurch das Ladegerät zwischen Ladezustand und Ladezustand wechselt. Dadurch entsteht eine Sägezahnwelle am BAT-Pin und ein Impulssignal, das anzeigt, dass kein Akku eingesetzt ist. Schließen Sie die Batterie am besten nicht an das Ladegerät an, während es läuft, da das Ladegerät sonst in einen unbestimmten Zustand geraten und möglicherweise auch kurzzeitig einen großen Strom an die Batterie liefern kann.

2.2 Batteriestrom im Ruhemodus

Wenn die Eingangsspannung verloren geht oder niedriger als die Batteriespannung ist, wechselt der SL3763 in den Ruhemodus. Der in die BAT- und CSP-Pins fließende Strom beträgt ungefähr 9 uA (VBAT = 12 V).

3. Die Marke Slkor bietet eine Komplettlösung für Anwendungen im Bereich Solarladung und -beleuchtung. 

Dazu gehören Produkte zur Spannungs- und Stromabtastung, Verstärker bestehend aus Konstantstromquellen, Lademanagement für mehrzellige Slkor-Lithiumbatterien, verschiedene Slkor-MOSFETs zum Ansteuern und Slkor-Fototransistoren.

4. Typische Anwendung von Slkor SL3763 im 3-teiligen Lithiumbatterie-Lademanagement

4.1 Anwendungsprinzip:

Verwendet den Slkor SL3763 Lithiumbatterie-Lademanagement-IC, um elektrische Energie vom externen Solareingang in der Lithiumbatterie zu speichern, wodurch eine automatische Tag-/Nachtschaltung ermöglicht wird und ein Antriebsmodul für ein kleines Nachtlicht entsteht. U8 ist ein Slkor-Fototransistor (SLPT0805AC). Bei starker Sonneneinstrahlung leitet er und schaltet die 5-V-Stromversorgung automatisch ab. Dadurch kann der nichtinvertierende Eingang des Slkor SL348XT5 Operationsverstärkers keine Spannung zum Ansteuern des Slkor SL3400 MOSFET erfassen, und die Lichtplatine schaltet sich ab. Tagsüber lädt das Solarpanel die Lithiumbatterie. Nachts, bei schwachem Licht, schaltet U8 ab, die 5-V-Versorgung schaltet sich ein und die Lithiumbatterie versorgt die Lichtplatine J2 mit Strom.

4.2 Abbildung 1 zeigt den Slkor-Lithiumbatterie-Ladechip. Benutzer können den Konstantladestrom gemäß Datenblatt festlegen. R1 ist der Ladewiderstand (40 mΩ), was einen Ladestrom von 3 A (120 mV / 40 mΩ) ergibt. Der Slkor SL4435 ist ein P-Kanal-MOSFET mit einem Durchlasswiderstand von nur 30 mΩ bei einer Gate-Spannung von 4.5 V, einer Spannungsfestigkeit von 30 V und einem maximalen Strom von 10 A, wodurch er sich sehr gut für High-Side-Schaltungen eignet. Der SS56 verwendet außerdem eine Slkor-Schottky-Diode mit einem Gleichrichtungsstrom von 5 A und einer Sperrspannung von 60 V, was ihn sehr gut für Niederspannungsanwendungen geeignet macht.

4.3 Abbildung 2 verwendet den Slkor MOSFET SL2305S mit einem maximalen Strom von 4 A und einem typischen On-Widerstand von weniger als 45 mΩ bei einem Gate-Ansteuersignal von 4.5 V im SOT23-Gehäuse. Aufgrund seines sehr geringen Innenwiderstands eignet er sich hier hervorragend für Schaltanwendungen. Diese Schaltung implementiert auch Leistungsschaltungen.

4.4 Abbildung 3 Verwendet den Slkor LM2596S-5.0, einen DC/DC-Power-Management-Buck-Chip mit festem 5-V-Ausgang. Der Eingangsspannungsbereich liegt zwischen 5 und 30 V und es werden nur wenige externe Komponenten benötigt. Anwender können die Schaltung gemäß Datenblatt selbst aufbauen.

4.5 Abbildung 4 zeigt die Ansteuerschaltung der Lichtplatine. Die Schaltung verwendet den Operationsverstärker Slkor SL348XT5. Dieser Operationsverstärker verfügt über Rail-to-Rail-Ein- und -Ausgang mit niedriger Anstiegsrate und eignet sich daher sehr gut für Signalerfassungs- und -verstärkungsanwendungen. Der maximale Ausgangsstrom des Operationsverstärkers beträgt 40 mA. Hier treibt er den Slkor SL3400 MOSFET direkt an und bildet so eine Konstantstromquellenschaltung. Die Helligkeit des Lichts kann durch Anpassen des Widerstandswerts R19 geändert werden. Der Slkor MOSFET SL3400 hat eine maximale Spannungsfestigkeit von 30 V, eine Strombelastbarkeit von 5.8 A und wird in einem SOT-23-Gehäuse geliefert. Seine VGS-Schwellenspannung beträgt 0.9 V, wodurch er sehr gut für Niederspannungs-Ansteueranwendungen wie PWM-Anwendungen, Energieverwaltung und Lastschaltung geeignet ist.

4.6 Abbildung 5 zeigt, dass der Fototransistor Slkor SLPT0805AC-LB1 bei starkem Licht leitet, Q7 abschaltet und so eine automatische Abschaltung des Solarlichtpanels bei Tageslicht erreicht.

Diese Schaltung verwendet die Schlüsselkomponente Slkor SLPT0805AC-LB1. Es handelt sich um einen lichtempfindlichen Sensor mit hoher Empfindlichkeit für Infrarot-LEDs in einem oberflächenmontierbaren Gehäuse. Er ist klein, äußerst zuverlässig, energiesparend, umweltfreundlich und vielseitig einsetzbar. Er eignet sich für verschiedene lichtgesteuerte Beleuchtungsprodukte, beispielsweise kleine Nachtlichter.

5. Unten sehen Sie die Slkor Lithium-Batterie-Chip SL3763 Lade-DEMO-Platine

5.1 Vorschläge von Slkor-Anwendungen für Ingenieure:

Ein gutes PCB-Design ist entscheidend für den ordnungsgemäßen Betrieb des SL3763, die Reduzierung elektromagnetischer Strahlung und die Verbesserung der Umwandlungseffizienz. Beachten Sie beim PCB-Design für die Schaltung in Abbildung 1 die folgenden Punkte:

(1) Der positive Anschluss des Eingangsfilterkondensators sollte sich in der Nähe der Quelle des P-Kanal-MOSFET befinden.
(2) Die Diode D1 muss sich in der Nähe der Induktivität befinden; der Strommesswiderstand muss sich in der Nähe der Induktivität befinden.
(3) Der Ausgangskondensator muss sich in der Nähe des Strommesswiderstands befinden.
(4) Die Leiterbahnen für den Eingangsfilterkondensator, den P-Kanal-MOSFET, die Diode D1, die Induktivität, den Strommesswiderstand und den Ausgangsfilterkondensator sollten so kurz wie möglich sein.
(5) Die Masseverbindung für die Schleifenkompensationskomponenten am GND- und COM-Pin des SL3763 sollte separat mit der Systemmasse verbunden werden, um zu vermeiden, dass Schaltrauschen die Schleifenstabilität beeinträchtigt. Der Masseanschluss des Eingangskondensators, die Anode der Diode D2 und der Masseanschluss des Ausgangskondensators sollten zunächst mit derselben Kupferfläche verbunden werden, bevor sie zur Systemmasse zurückkehren. Dieser Punkt ist sehr wichtig für den normalen Betrieb des SL3763.
(6) Die Platzierung des Strommesswiderstands R1 sollte sicherstellen, dass die Verbindungen vom CSP-Pin und BAT-Pin des Chips zu R1 relativ kurz sind. Die Verbindungen vom CSP-Pin und BAT-Pin zu R1 sollten auf derselben Ebene liegen und der Abstand sollte so gering wie möglich sein. Um eine genaue Ladestromerkennung zu gewährleisten, sollten der CSP-Pin und der BAT-Pin direkt mit dem Strommesswiderstand verbunden sein.

6. Die Stücklisteninformationen für die Slkor SL3763 Charging DEMO Board lauten wie folgt:

Slkor stellt entsprechende DEMO-Boards für Endkunden und Distributoren bereit, um die Nutzung neuer Produkte der Marke „Slkor“ zu erleichtern und den technischen Support für Kunden zu verbessern.