Solusi Pencahayaan Tenaga Surya: Pengisian Daya Li-Ion 3 Sel yang Efisien dengan Slkor SL3763

SlkorTulang punggung teknisnya berasal dari Universitas Tsinghua. Perusahaan ini digerakkan oleh material baru, proses baru, dan produk baru, serta menguasai teknologi perangkat daya silikon karbida (SiC) semikonduktor generasi ketiga yang terkemuka di dunia. slkor adalah perusahaan teknologi tinggi yang memadukan desain, pengembangan, produksi, dan penjualan produk elektronik, menyediakan produk andal bagi pelanggan, dan mendukung layanan teknis.

1.1 Nama: Solusi Pengisian Baterai Litium Tiga Bagian Slkor SL3763

1.2 Aplikasi: Aplikasi baterai cadangan, perangkat genggam, instrumen industri dan medis portabel, perkakas listrik, pengisi daya baterai mandiri.

2. Manajemen pengisian daya lengkap untuk baterai lithium tiga bagian, arus pengisian hingga 4A, perlindungan tegangan berlebih.

2.1 Isi Ulang Otomatis

Setelah pengisian daya selesai, jika sumber daya input dan baterai tetap terhubung ke pengisi daya, tegangan baterai akan turun secara bertahap karena pengosongan daya sendiri atau beban. Ketika tegangan baterai turun hingga 95.5% dari tegangan pengisian tegangan konstan, SL3763 secara otomatis memasuki status pengisian daya dan memulai siklus pengisian daya baru. Hal ini memastikan tingkat kepenuhan baterai tetap di atas 80%.

Ketika baterai tidak terhubung ke pengisi daya, SL3763 akan mengisi kapasitor keluaran hingga tegangan pengisian konstan atau sedikit lebih tinggi, lalu memasuki kondisi akhir pengisian daya. Akibat efek pengosongan arus operasi pin BAT pada kapasitor keluaran, tegangan pada pin BAT akan turun perlahan hingga mencapai ambang batas pengisian daya. SL3763 akan memasuki kondisi pengisian daya kembali, yang menyebabkan pengisi daya berputar antara kondisi pengisian daya dan kondisi akhir pengisian daya. Hal ini menciptakan gelombang gigi gergaji pada pin BAT dan mengeluarkan sinyal pulsa yang menunjukkan tidak ada baterai yang terpasang. Sebaiknya jangan menyambungkan baterai ke pengisi daya saat sedang bekerja, karena pengisi daya bisa jadi memasuki kondisi tak tentu dan bisa jadi mengalirkan arus besar ke baterai dalam waktu singkat.

2.2 Arus Baterai dalam Mode Tidur

Ketika tegangan input hilang atau lebih rendah dari tegangan baterai, SL3763 memasuki mode tidur. Arus yang mengalir ke pin BAT dan CSP sekitar 9 µA (VBAT = 12 V).

3. Merek Slkor menyediakan solusi lengkap untuk aplikasi pengisian daya dan pencahayaan tenaga surya. 

Ini termasuk produk untuk pengambilan sampel tegangan dan arus, penguat yang terdiri dari sumber arus konstan, manajemen pengisian daya baterai lithium Slkor multi-sel, berbagai MOSFET Slkor untuk penggerak, dan fototransistor Slkor.

4. Aplikasi Khas Slkor SL3763 dalam Manajemen Pengisian Baterai Litium 3 Bagian

4.1 Prinsip Aplikasi:

Memanfaatkan IC manajemen pengisian daya baterai litium Slkor SL3763 untuk menyimpan energi listrik dari input eksternal surya ke baterai litium, sehingga terjadi peralihan otomatis antara siang dan malam, membentuk modul penggerak untuk lampu tidur kecil. U8 adalah fototransistor Slkor (SLPT0805AC). Di bawah sinar matahari yang terik, fototransistor ini akan menghantarkan arus, secara otomatis memutus catu daya 5V. Dengan demikian, input non-pembalik dari penguat operasional Slkor SL348XT5 tidak dapat mengambil sampel tegangan untuk menggerakkan MOSFET Slkor SL3400, dan papan lampu pun mati. Pada siang hari, panel surya mengisi daya baterai litium. Pada malam hari ketika cahaya redup, U8 akan mati, tegangan 5VCC akan menyala, dan baterai litium akan memasok daya ke papan lampu J2.

4.2 Gambar 1 Menunjukkan chip pengisian daya baterai litium Slkor. Pengguna dapat merancang nilai arus pengisian daya konstan sesuai lembar data. R1 adalah resistor pengisian daya, 40mΩ, yang menghasilkan arus pengisian daya sebesar 3A (120mV / 40mΩ). Slkor SL4435 adalah MOSFET kanal-P dengan resistansi aktif hanya 30mΩ pada tegangan gerbang 4.5V, tegangan tahan 30V, dan arus maksimum 10A, sehingga sangat cocok untuk pengalihan sisi tinggi. SS56 juga menggunakan dioda Schottky Slkor dengan arus penyearah 5A dan tegangan balik 60V, sangat cocok untuk skenario aplikasi tegangan rendah.

4.3 Gambar 2 Menggunakan MOSFET Slkor SL2305S dengan arus maksimum 4A dan resistansi aktif tipikal kurang dari 45mΩ pada sinyal penggerak gerbang 4.5V, dalam paket SOT23. Rangkaian ini sangat cocok untuk aplikasi switching di sini karena resistansi internalnya yang sangat rendah. Rangkaian ini juga mengimplementasikan switching daya.

4.4 Gambar 3 Menggunakan Slkor LM2596S-5.0, sebuah chip buck manajemen daya DC-DC dengan output tetap 5V. Rentang tegangan inputnya adalah 5-30V dan hanya membutuhkan sedikit komponen eksternal. Pengguna dapat merakit rangkaian sesuai dengan lembar data.

4.5 Gambar 4 Menunjukkan rangkaian penggerak papan lampu. Rangkaian ini menggunakan penguat operasional Slkor SL348XT5. Penguat operasional ini memiliki input dan output rel-ke-rel dengan laju perubahan tegangan rendah, sehingga sangat cocok untuk aplikasi akuisisi dan amplifikasi sinyal. Arus keluaran maksimum penguat operasional adalah 40 mA, dan di sini ia langsung menggerakkan MOSFET Slkor SL3400, membentuk rangkaian sumber arus konstan. Kecerahan cahaya dapat diubah dengan menyesuaikan nilai resistor R19. MOSFET Slkor SL3400 memiliki tegangan tahan maksimum 30 V, arus pengenal 5.8 A, dan tersedia dalam kemasan SOT-23. Tegangan ambang batas VGS-nya adalah 0.9 V, sehingga sangat cocok untuk aplikasi penggerak tegangan rendah, seperti aplikasi PWM, manajemen daya, dan pengalihan beban.

4.6 Gambar 5 menunjukkan bahwa di bawah cahaya yang kuat, fototransistor Slkor SLPT0805AC-LB1 menghantarkan, Q7 terputus, mencapai penghentian otomatis panel lampu surya selama sinar matahari siang hari.

Rangkaian ini menggunakan komponen kunci Slkor SLPT0805AC-LB1. Sensor ini merupakan sensor fotosensitif dengan sensitivitas tinggi terhadap LED inframerah, dalam kemasan pemasangan permukaan. Sensor ini berukuran kecil, sangat andal, hemat energi, ramah lingkungan, dan memiliki beragam aplikasi. Sensor ini cocok untuk berbagai produk pencahayaan yang dikendalikan cahaya, seperti lampu tidur kecil.

5. Di bawah ini adalah Papan DEMO Pengisian Chip Baterai Lithium Slkor SL3763

5.1 Saran dari Aplikasi Slkor untuk Insinyur:

Desain PCB yang baik sangat penting untuk memastikan pengoperasian SL3763 yang tepat, mengurangi radiasi elektromagnetik, dan meningkatkan efisiensi konversi. Untuk rangkaian pada Gambar 1, pertimbangkan poin-poin berikut saat merancang PCB:

(1) Terminal positif kapasitor filter input harus dekat dengan sumber MOSFET saluran P.
(2) Dioda D1 harus dekat dengan induktor; resistor penginderaan arus harus dekat dengan induktor.
(3) Kapasitor keluaran harus dekat dengan resistor penginderaan arus.
(4) Jejak untuk kapasitor filter masukan, MOSFET saluran-P, dioda D1, induktor, resistor penginderaan arus, dan kapasitor filter keluaran harus sesingkat mungkin.
(5) Koneksi ground untuk komponen kompensasi loop pada pin GND dan pin COM SL3763 harus dihubungkan secara terpisah ke ground sistem untuk menghindari gangguan switching yang memengaruhi stabilitas loop. Terminal ground kapasitor input, anoda dioda D2, dan terminal ground kapasitor output harus dihubungkan terlebih dahulu ke area tembaga yang sama sebelum kembali ke ground sistem. Poin ini sangat penting untuk memastikan pengoperasian normal SL3763.
(6) Penempatan resistor penginderaan arus R1 harus memastikan bahwa koneksi dari pin CSP dan pin BAT chip ke R1 relatif pendek. Koneksi dari pin CSP dan pin BAT ke R1 harus berada pada lapisan yang sama dan jaraknya harus sekecil mungkin. Untuk memastikan akurasi deteksi arus pengisian, pin CSP dan pin BAT harus dihubungkan langsung ke resistor penginderaan arus.

6. Informasi BOM untuk Papan DEMO Pengisian Daya Slkor SL3763 adalah sebagai berikut:

slkor menyediakan papan DEMO yang sesuai untuk pelanggan akhir dan distributor untuk memfasilitasi penggunaan produk merek "Slkor" baru dan meningkatkan layanan teknis pendukung bagi pelanggan.