Electrónica: La carga de baterías de litio con una tensión de terminación no estándar. Mediante la adición de un amplificador operacional dual y algunos otros componentes de un circuito de litio-cargador de baterías, se puede ajustar la tensión de carga a cualquier nivel dentro de la gama de baterías de litio estándar (3.6V a 4.2V).

25 de octubre de 2011

La carga de baterías de litio con una tensión de terminación no estándar. Mediante la adición de un amplificador operacional dual y algunos otros componentes de un circuito de litio-cargador de baterías, se puede ajustar la tensión de carga a cualquier nivel dentro de la gama de baterías de litio estándar (3.6V a 4.2V).

Nota de aplicación 4520

La carga de baterías de litio con una tensión de terminación no estándar

Por:
Shasta Thomas, Ingeniero de Aplicaciones

Resumen: Mediante la adición de un amplificador operacional dual y algunos otros componentes de un circuito de litio-cargador de baterías, se puede ajustar la tensión de carga a cualquier nivel dentro de la gama de baterías de litio estándar (3.6V a 4.2V).
Una versión similar de este artículo apareció en el 31 de marzo de 2008 en EE Times revista. baterías de litio se han producido en los últimos años por muchos fabricantes, y se han asentado en un producto bastante estándar-uno con una tensión máxima de carga de 4.2 V ± 1%. Como resultado, la mayoría de los circuitos disponibles en la actualidad para la carga de las baterías de litio están diseñados para cargar a 4,2 V, con una tolerancia estrecha de ± 1%. En los últimos años, sin embargo, diferentes baterías de litio La tecnología ha llegado al mercado, ofrece una mayor densidad de potencia, la aceptación de cargo mucho más alto y las tasas de descarga que las baterías estándar, y con varios de terminación de carga de tensión. Esta idea del diseño modifica el circuito de aplicación de una norma, de alta calidad cargador IC para proporcionar una tensión de terminación diferente y una mayor tasa actual, manteniendo todos los elementos originales del cargador. La batería que se carga en este caso es de tipo ANR26650m1, fabricadas por A123 los sistemas. Se acepta un modo de carga estándar en 3A (1.3c), y puede ser rápido con carga de 10A (4.34C) con un voltaje de carga de terminación de 3.6V. Por lo tanto, representa los tipos de baterías cuya terminación tensiones oscilan entre 4,2 V y 3,6 V. El circuito de la figura 1 es una modificación del circuito de la aplicación de un circuito integrado diseñado para cargar una hasta cuatro 4.2V pilas de litio ( MAX1737). Mediante la adición de un micropoder doble amplificador operacional ( MAX4163 ) y las resistencias algunos, esta modificación le permite cargar las células 3.6V. Figura 1. El amplificador operacional dual y los componentes asociados externos se muestran habilitar este cargador de baterías de litio para aceptar las nuevas de bajo voltaje de baterías de litio. La modificación también cambia el valor de la resistencia actual de sentido (R _CS ), lo que aumenta el límite de carga de corriente a la aceptada por la batería de A123 Systems en una carga estándar (3A). El poder de los componentes N1, N2, D1, D4, y L1 son adecuados para la carga de corriente de hasta 3A. Para corrientes superiores a 3A, los conmutadores externos N1-N2 debe ser clasificado para mayores de drenaje actual, pero una fuga de voltaje similar. No deben producir cobran mucho más que los de conmutación total de las propuestas en la hoja de datos MAX1737. La capacidad máxima actual de los diodos D1 y D4 también se debe aumentar, si las corrientes de carga deben exceder 3A. El cargador MAX1737 se pone internamente a cambiar desde el modo de corriente constante (CC) a modo de voltaje constante (CV) en 4,2 V ± 0,8% . El amplificador MAX4163 doble op está configurado para modificar ese umbral. amplificador A2 está conectado como un amplificador no inversor con ganancia de 1,16, y por lo tanto, produce 4,2 V cuando la entrada es 3.6V. La salida A2 se conecta a la terminal BATT del cargador (normalmente se utiliza para detectar el voltaje de la batería), por lo que el cargador de ahora cambia de CC a la CV en un voltaje de la batería de 3.6V. La entrada A2 se conecta al terminal positivo de la batería a cargar . Si las resistencias asociadas a A2 tienen tolerancia del 1%, el error de la terminación de voltaje 3.62V es -1,1% / 1,2%. Con resistencias de más de tolerancia, este error puede acercarse a la del cargador (0,8%). También puede obtener una mayor precisión con la función del cargador VADJ (pin 8).amplificador A1 se configura como un diferencial amplificador con una ganancia de uno. Su referencia (la tensión asumida por la salida cuando el voltaje de entrada diferencial es cero) es la salida A2. Salida A1 se conecta a la terminal de carga de CS. (Los sentidos IC corriente de carga como la diferencia de voltaje entre BATT y CS.) Cuando la carga a través de R _CS es igual a cero, la diferencia entre IC y el CS es también cero. Entradas A1 diferencial de conectarse a través de R _CS . Por lo tanto, el voltaje a través de ellos se repite por la ganancia de un circuito como la diferencia de voltaje entre los terminales BATT y CS, como la IC requiere. Con el terminal ISETOUT fija en ½ V _REF , se carga la batería a un CV de 3.6V/cell, con una corriente de carga de 0.100V / R _CS entregado a la salida A1. El otro parámetro afectado por las modificaciones de los insumos sentido del cargador es la tensión a la que se permite la carga completa para comenzar (2.5V/celda para este cargador, cuando sin modificar). Escalas amplificador A2 por esta tensión (a 2.14V) por el mismo factor que se aplica a la tensión de CC / CV conmutación. Cuando un voltaje de la batería a menos de 2.14V está conectada, el cargador pasa al modo de precalificación, en el que se carga en 1 / 10 del I _FUERA ajuste hasta que la tensión sube por encima de 2.14V. A continuación, se aplica la tarifa completa la carga. La tensión de alimentación máxima de doble amplificador operacional impone un límite de dos el número máximo de células de este circuito se puede cargar. Figura 2 muestra el V / I curva de carga obtenidos mediante el circuito modificado de la figura 1. Hojas de datos completa y otra información sobre el MAX1737 y MAX4163 se puede encontrar en www.maxim-ic.com . Figura 2. Voltaje de carga actual frente a la batería para el circuito de la figura 1.

Figura 1. El amplificador operacional dual y los componentes asociados externos se muestran habilitar este cargador de baterías de litio para aceptar las nuevas de bajo voltaje de baterías de litio.

Figura 2. Voltaje de carga actual frente a la batería para el circuito de la figura 1.