Soluzione di illuminazione ad energia solare: ricarica efficiente agli ioni di litio a 3 celle con Slkor SL3763

SlkorLa spina dorsale tecnica di proviene dall'Università di Tsinghua. L'azienda è guidata da nuovi materiali, nuovi processi e nuovi prodotti, e padroneggia la tecnologia dei dispositivi di potenza in carburo di silicio (SiC) a semiconduttore di terza generazione, leader a livello internazionale. Slkor è un'impresa high-tech che integra progettazione, sviluppo, produzione e vendita di prodotti elettronici, fornendo ai clienti prodotti affidabili e servizi tecnici di supporto.

1.1 Nome: Soluzione di ricarica per batterie al litio a tre sezioni Slkor SL3763

1.2 Applicazioni: Applicazioni di batterie di backup, dispositivi portatili, strumenti industriali e medici portatili, utensili elettrici, caricabatterie autonomi.

2. Gestione completa della carica per batterie al litio a tre sezioni, corrente di carica fino a 4A, protezione da sovratensione.

2.1 Ricarica automatica

Una volta completata la carica, se la fonte di alimentazione in ingresso e la batteria rimangono collegate al caricabatterie, la tensione della batteria diminuirà gradualmente a causa dell'autoscarica o del carico. Quando la tensione della batteria scende al 95.5% della tensione di carica a tensione costante, l'SL3763 entra automaticamente in stato di carica e avvia un nuovo ciclo di carica. Ciò garantisce che la carica della batteria venga mantenuta al di sopra dell'80%.

Quando la batteria non è collegata al caricabatterie, l'SL3763 carica il condensatore di uscita fino alla tensione di carica costante o leggermente superiore, quindi entra nello stato di fine carica. A causa dell'effetto di scarica della corrente di esercizio del pin BAT sul condensatore di uscita, la tensione sul pin BAT scenderà lentamente fino alla soglia di ricarica. L'SL3763 entra nuovamente nello stato di carica, facendo sì che il caricabatterie passi ciclicamente tra lo stato di carica e lo stato di fine carica. Questo crea un'onda a dente di sega sul pin BAT e genera un segnale a impulsi che indica che la batteria non è installata. È meglio non collegare la batteria al caricabatterie mentre è in funzione, altrimenti il ​​caricabatterie potrebbe entrare in uno stato indeterminato e potrebbe anche erogare una corrente elevata alla batteria per un breve periodo.

2.2 Corrente della batteria in modalità sospensione

Quando la tensione di ingresso viene a mancare o è inferiore alla tensione della batteria, l'SL3763 entra in modalità di sospensione. La corrente che scorre nei pin BAT e CSP è di circa 9 µA (VBAT = 12 V).

3. Il marchio Slkor offre una soluzione completa per applicazioni di ricarica solare e illuminazione. 

Ciò include prodotti per il campionamento di tensione e corrente, amplificatori composti da sorgenti di corrente costante, gestione della carica di batterie al litio Slkor multi-cella, vari MOSFET Slkor per il pilotaggio e fototransistor Slkor.

4. Applicazione tipica di Slkor SL3763 nella gestione della carica della batteria al litio a 3 sezioni

4.1 Principio di applicazione:

Utilizza il circuito integrato di gestione della carica della batteria al litio Slkor SL3763 per immagazzinare l'energia elettrica dall'ingresso solare esterno nella batteria al litio, ottenendo la commutazione automatica tra giorno e notte, formando un modulo di azionamento per una piccola luce notturna. U8 è un fototransistor Slkor (SLPT0805AC). Sotto una forte luce solare, conduce, disattivando automaticamente l'alimentazione a 5 V. In questo modo, l'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale Slkor SL348XT5 non può campionare una tensione per pilotare il MOSFET Slkor SL3400 e la scheda luminosa si spegne. Durante il giorno, il pannello solare carica la batteria al litio. Di notte, quando la luce è fioca, U8 si spegne, l'alimentazione a 5 VCC si attiva e la batteria al litio alimenta la scheda luminosa J2.

4.2 Figura 1 mostra il chip di ricarica per batterie al litio Slkor. Gli utenti possono progettare il valore della corrente di carica a corrente costante in base alla scheda tecnica. R1 è la resistenza di carica, 40 mΩ, che si traduce in una corrente di carica di 3 A (120 mV / 40 mΩ). Lo Slkor SL4435 è un MOSFET a canale P con una resistenza di on di soli 30 mΩ a una tensione di gate di 4.5 V, una tensione di tenuta di 30 V e una corrente massima di 10 A, il che lo rende molto adatto per la commutazione sul lato alto. Anche l'SS56 utilizza un diodo Schottky Slkor con una corrente di raddrizzamento di 5 A e una tensione inversa di 60 V, molto adatto per scenari applicativi a bassa tensione.

4.3 Figura 2 Utilizza il MOSFET SL2305S di Slkor con una corrente massima di 4 A e una resistenza di conduzione tipica inferiore a 45 mΩ con un segnale di gate di 4.5 V, in un package SOT23. È particolarmente adatto per applicazioni di commutazione grazie alla sua bassissima resistenza interna. Questo circuito implementa anche la commutazione di potenza.

4.4 Figura 3 Utilizza lo Slkor LM2596S-5.0, un chip buck di gestione dell'alimentazione DC-DC con uscita fissa a 5 V. L'intervallo di tensione di ingresso è 5-30 V e richiede pochissimi componenti esterni. Gli utenti possono costruire il circuito in base alla scheda tecnica.

4.5 Figura 4 Mostra il circuito di pilotaggio della scheda luminosa. Il circuito utilizza l'amplificatore operazionale Slkor SL348XT5. Questo amplificatore operazionale presenta ingresso e uscita rail-to-rail con bassa velocità di risposta, il che lo rende particolarmente adatto per applicazioni di acquisizione e amplificazione del segnale. La corrente di uscita massima dell'amplificatore operazionale è di 40 mA; in questo caso, pilota direttamente il MOSFET Slkor SL3400, formando un circuito a sorgente di corrente costante. L'intensità luminosa può essere modificata regolando il valore della resistenza R19. Il MOSFET Slkor SL3400 ha una tensione di tenuta massima di 30 V, una corrente nominale di 5.8 A ed è disponibile in un package SOT-23. La sua tensione di soglia VGS è di 0.9 V, il che lo rende particolarmente adatto per applicazioni di pilotaggio a bassa tensione, come applicazioni PWM, gestione dell'alimentazione e commutazione del carico.

4.6 Figura 5 mostra che sotto una luce intensa, il fototransistor Slkor SLPT0805AC-LB1 conduce, Q7 si interrompe, ottenendo lo spegnimento automatico del pannello solare durante la luce solare diurna.

Questo circuito utilizza il componente chiave SLKOR SLPT0805AC-LB1. Si tratta di un sensore fotosensibile ad alta sensibilità ai LED infrarossi, in un package a montaggio superficiale. È compatto, altamente affidabile, a risparmio energetico, ecologico e ha un'ampia gamma di applicazioni. È adatto a vari prodotti di illuminazione a luce controllata, come piccole luci notturne.

5. Di seguito è riportata la scheda demo di ricarica del chip della batteria al litio Slkor SL3763

5.1 Suggerimenti dalle applicazioni Slkor per ingegneri:

Una buona progettazione del PCB è fondamentale per garantire il corretto funzionamento dell'SL3763, ridurre le radiazioni elettromagnetiche e migliorare l'efficienza di conversione. Per il circuito in Figura 1, considerare i seguenti punti durante la progettazione del PCB:

(1) Il terminale positivo del condensatore del filtro di ingresso deve essere vicino alla sorgente del MOSFET a canale P.
(2) Il diodo D1 deve essere vicino all'induttore; il resistore di rilevamento della corrente deve essere vicino all'induttore.
(3) Il condensatore di uscita deve essere vicino al resistore di rilevamento della corrente.
(4) Le tracce per il condensatore del filtro di ingresso, il MOSFET a canale P, il diodo D1, l'induttore, il resistore di rilevamento della corrente e il condensatore del filtro di uscita devono essere il più corte possibile.
(5) Il collegamento di terra per i componenti di compensazione del loop sui pin GND e COM dell'SL3763 deve essere collegato separatamente alla terra del sistema per evitare che il rumore di commutazione influisca sulla stabilità del loop. Il terminale di terra del condensatore di ingresso, l'anodo del diodo D2 e ​​il terminale di terra del condensatore di uscita devono essere collegati prima alla stessa area di rame prima di tornare alla terra del sistema. Questo punto è molto importante per garantire il normale funzionamento dell'SL3763.
(6) Il posizionamento del resistore di rilevamento della corrente R1 deve garantire che le connessioni dal pin CSP e dal pin BAT del chip a R1 siano relativamente corte. Le connessioni dal pin CSP e dal pin BAT a R1 devono trovarsi sullo stesso livello e la distanza deve essere la più breve possibile. Per garantire la precisione del rilevamento della corrente di carica, il pin CSP e il pin BAT devono essere collegati direttamente al resistore di rilevamento della corrente.

6. Le informazioni BOM per la scheda DEMO di ricarica Slkor SL3763 sono le seguenti:

Slkor fornisce schede DEMO di risposta per clienti finali e distributori per facilitare l'uso dei nuovi prodotti del marchio "Slkor" e migliorare i servizi tecnici di supporto per i clienti.