Решение для освещения на солнечной энергии: эффективная зарядка 3-элементного литий-ионного аккумулятора с помощью Slkor SL3763

SлкорТехническая основа компании основана в Университете Цинхуа. Компания разрабатывает новые материалы, новые процессы и новые продукты, осваивая передовую в мире технологию силовых полупроводниковых устройств на основе карбида кремния (SiC) третьего поколения. Слкор — высокотехнологичное предприятие, объединяющее проектирование, разработку, производство и продажу электронной продукции, предоставляющее клиентам надежную продукцию и поддерживающее технические услуги.

1.1 Имя: Трехсекционное решение для зарядки литиевых аккумуляторов Slkor SL3763

1.2 Приложения: Резервные аккумуляторные батареи, портативные устройства, портативные промышленные и медицинские приборы, электроинструменты, автономные зарядные устройства.

2. Полное управление зарядкой трехсекционных литиевых аккумуляторов, зарядный ток до 4А, защита от перенапряжения.

2.1 Автоматическое пополнение счета

После завершения зарядки, если источник питания и аккумулятор остаются подключенными к зарядному устройству, напряжение аккумулятора постепенно падает из-за саморазряда или нагрузки. Когда напряжение аккумулятора падает до 95.5% от напряжения зарядки постоянным напряжением, SL3763 автоматически переходит в режим зарядки и начинает новый цикл зарядки. Это обеспечивает поддержание уровня заряда аккумулятора выше 80%.

Когда аккумулятор не подключен к зарядному устройству, SL3763 заряжает выходной конденсатор до постоянного напряжения зарядки или немного выше, а затем переходит в состояние завершения зарядки. Из-за разрядного эффекта рабочего тока вывода BAT на выходном конденсаторе, напряжение на выводе BAT медленно падает до порогового значения перезарядки. SL3763 снова переходит в состояние зарядки, заставляя зарядное устройство циклически переключаться между состоянием зарядки и состоянием завершения зарядки. Это создает пилообразный сигнал на выводе BAT и выдает импульсный сигнал, указывающий на отсутствие аккумулятора. Лучше не подключать аккумулятор к зарядному устройству во время его работы, в противном случае зарядное устройство может перейти в неопределенное состояние и в течение короткого периода времени подавать на аккумулятор большой ток.

2.2 Ток батареи в спящем режиме

При пропадании входного напряжения или его падении ниже напряжения батареи SL3763 переходит в спящий режим. Ток, протекающий через выводы BAT и CSP, составляет приблизительно 9 мкА (VBAT = 12 В).

3. Бренд Slkor предлагает комплексное решение для приложений солнечной зарядки и освещения. 

Сюда входят изделия для дискретизации напряжения и тока, усилители, состоящие из источников постоянного тока, устройства управления зарядкой многоэлементных литиевых аккумуляторов Slkor, различные МОП-транзисторы Slkor для управления и фототранзисторы Slkor.

4. Типичное применение Slkor SL3763 в 3-секционном управлении зарядкой литиевых аккумуляторов

4.1 Принцип применения:

Использует микросхему управления зарядкой литиевой батареи Slkor SL3763 для накопления электроэнергии от внешнего солнечного входа в литиевой батарее, обеспечивая автоматическое переключение между дневным и ночным режимами, образуя модуль управления для небольшого ночника. U8 – это фототранзистор Slkor (SLPT0805AC). Под ярким солнечным светом он проводит ток, автоматически отключая источник питания 5 В. Таким образом, неинвертирующий вход операционного усилителя Slkor SL348XT5 не может замерить напряжение для управления MOSFET Slkor SL3400, и плата освещения отключается. Днем солнечная панель заряжает литиевую батарею. Ночью, когда свет тусклый, U8 отключается, 5 В CC включается, и литиевая батарея подает питание на плату освещения J2.

4.2 Рисунок 1 На рисунке показана микросхема зарядки литиевых аккумуляторов Slkor. Пользователи могут задать значение тока зарядки постоянным током в соответствии с техническим описанием. R1 – зарядный резистор сопротивлением 40 мОм, обеспечивающий ток зарядки 3 А (120 мВ / 40 мОм). Slkor SL4435 – это P-канальный МОП-транзистор с сопротивлением в открытом состоянии всего 30 мОм при напряжении затвора 4.5 В, выдерживаемом напряжении 30 В и максимальном токе 10 А, что делает его очень подходящим для коммутации в цепи высокого напряжения. В SS56 также используется диод Шоттки Slkor с выпрямительным током 5 А и обратным напряжением 60 В, что делает его очень подходящим для низковольтных применений.

4.3 Рисунок 2 В схеме используется МОП-транзистор Slkor SL2305S с максимальным током 4 А и типичным сопротивлением в открытом состоянии менее 45 мОм при напряжении питания затвора 4.5 В, в корпусе SOT23. Благодаря очень низкому внутреннему сопротивлению он отлично подходит для коммутационных схем. Эта схема также реализует силовое коммутирование.

4.4 Рисунок 3 Используется микросхема Slkor LM2596S-5.0, понижающий преобразователь постоянного тока с фиксированным выходным напряжением 5 В. Диапазон входного напряжения составляет 5–30 В, и требуется очень мало внешних компонентов. Пользователи могут собрать схему по техническому описанию.

4.5 Рисунок 4 Показана схема управления световым табло. В схеме используется операционный усилитель Slkor SL348XT5. Этот операционный усилитель имеет rail-to-rail вход и выход с низкой скоростью нарастания, что делает его очень подходящим для приложений сбора и усиления сигналов. Максимальный выходной ток операционного усилителя составляет 40 мА, в данном случае он напрямую управляет МОП-транзистором Slkor SL3400, образуя схему источника постоянного тока. Яркость света можно регулировать, регулируя сопротивление резистора R19. МОП-транзистор Slkor SL3400 имеет максимальное выдерживаемое напряжение 30 В, номинальный ток 5.8 А и выпускается в корпусе SOT-23. Его пороговое напряжение VGS составляет 0.9 В, что делает его очень подходящим для низковольтных приложений управления, таких как ШИМ, управление питанием и переключение нагрузки.

4.6 Рисунок 5 показывает, что при сильном освещении фототранзистор Slkor SLPT0805AC-LB1 открывается, Q7 закрывается, обеспечивая автоматическое отключение солнечной панели в дневное время суток.

В этой схеме используется ключевой компонент Slkor SLPT0805AC-LB1. Это фоточувствительный датчик с высокой чувствительностью к инфракрасному светодиоду в корпусе для поверхностного монтажа. Он компактен, высоконадёжен, энергосберегающий, экологичный и имеет широкий спектр применения. Подходит для различных светорегулируемых устройств, например, небольших ночников.

5. Ниже представлена ​​демонстрационная плата зарядки литиевого аккумулятора Slkor SL3763.

5.1 Предложения от Slkor Applications для инженеров:

Грамотное проектирование печатной платы имеет решающее значение для обеспечения корректной работы SL3763, снижения электромагнитного излучения и повышения эффективности преобразования. Для схемы на рисунке 1 при проектировании печатной платы необходимо учитывать следующие моменты:

(1) Положительный вывод конденсатора входного фильтра должен располагаться близко к истоку P-канального МОП-транзистора.
(2) Диод D1 должен располагаться близко к индуктору; токоизмерительный резистор должен располагаться близко к индуктору.
(3) Выходной конденсатор должен располагаться близко к токоизмерительному резистору.
(4) Дорожки для входного фильтрующего конденсатора, P-канального МОП-транзистора, диода D1, индуктора, токоизмерительного резистора и выходного фильтрующего конденсатора должны быть как можно короче.
(5) Заземление компонентов контура компенсации на выводах GND и COM микросхемы SL3763 следует подключать к системной земле отдельно, чтобы избежать помех при переключении, влияющих на устойчивость контура. Вывод заземления входного конденсатора, анод диода D2 и вывод заземления выходного конденсатора должны быть сначала подключены к одной и той же медной площадке, прежде чем возвращаться к системной земле. Это очень важно для обеспечения нормальной работы SL3763.
(6) Расположение токоизмерительного резистора R1 должно обеспечивать относительно небольшую длину соединений между выводами CSP и BAT микросхемы и R1. Соединения между выводами CSP и BAT и R1 должны располагаться в одном слое, а расстояние между ними должно быть минимальным. Для обеспечения точности измерения тока зарядки выводы CSP и BAT следует подключать непосредственно к токоизмерительному резистору.

6. Информация о спецификации материалов для демонстрационной платы зарядки Slkor SL3763 выглядит следующим образом:

Слкор предоставляет соответствующие демонстрационные стенды для конечных потребителей и дистрибьюторов с целью упрощения использования новых продуктов марки «Slkor» и улучшения качества технической поддержки клиентов.