Несложные зарядные устройства можно реализовать на основе микросхем фирмы MAXIM MAX712 или МАХ713. Микросхема МАХ712 используется для скоростного заряда никель-кадмиевых аккумуляторов, а МАХ713 — никель-кадмиевых и никель-металлгидридных аккумуляторов. Напряжение источника питания зарядного устройства может составлять от нескольких вольт до нескольких десятков вольт. Главное, чтобы оно превышало максимальное напряжение подключенной аккумуляторной батареи из расчета не менее 1,5 В на элемент. Количество одновременно заряжаемых элементов программируется и может составлять от 1 до 16. Максимальный ток заряда — до 4С. Заряд прекращается по методу -AV/At или по пороговому значению температуры батареи.
На рис. 8.2, а показана простейшая схема линейного зарядного устройства, а на рис. 8.2, б — расположение выводов микросхем МАХ712, МАХ713. Зарядные устройства на основе МАХ712, МАХ713 могут работать или в линейном, или в импульсном режиме. Работа в импульсном режиме позволяет снизить рассеиваемую мощность на элементах (прежде всего на регулирующем транзисторе) зарядного устройства.
Рис. 8 2 Схема линейного зарядного устройства и расположение выводов микросхем МАХ712, МАХ713
Ток заряда аккумуляторной батареи определяется временем заряда: чем оно меньше, тем больше ток. Микросхемы МАХ712, МАХ713 обеспечивают минимальный ток заряда, равный С/4, что соответствует времени заряда 264 мин (более четырех часов). Ток скоростного заряда определяют из соотношения:
где С — емкость в мАч; t — время, ч; IFAST — ток, А.
При работе в линейном режиме следует учитывать максимальную мощность рассеивания:
Как для линейного, так и для импульсного режима работы максимальный потребляемый ток микросхемы через вывод V+ составляет 5...20 мА. Исходя из этого, рассчитывают сопротивление резистора R1:
Сопротивление токочувствительного резистора RSENSE определяют по формуле:
1 Фирма Unitrode имеет свою торговую марку Benchmarq. Под этой маркой от компании Texas Instruments продаются многие ее микросхемы.
142 |
Схемотехника зарядных устройств
В данной формуле 0,25 В или 250 мВ — порог чувствительности напряжения прекращения заряда по методу -ΔV.
Программирование зарядного устройства заключается в определенной комбинации включения выводов PGM0 и PGM1 для программирования числа элементов батареи (табл. 8.1) и выводов PGM2, PGM3 — для программирования максимального времени (а значит и тока!) заряда (табл. 8.2).
Таблица 8.1
Кол-во элементов | Точка подключения выв. PGM1 | Точка подключения выв. PGM0 |
1 | V+ | V+ |
2 | Не подкл. | V+ |
3 | REF | V+ |
4 | BАТТ- | V+ |
5 | V+ | Не подкл. |
6 | Не подкл. | Не подкл. |
7 | REF | Не подкл. |
8 | ВАТТ- | Не подкл. |
9 | V+ | REF |
10 | Не подкл. | REF |
11 | REF | REF |
12 | ВАТТ- | REF |
13 | V+ | ВАТТ- |
14 | Не подкл. | ВАТТ- |
15 | REF | ВАТТ- |
16 | ВАТТ- | ВАТГ- |
Таблица 8.2
Макс, время заряда, мин | Прекращение заряда по методу -ΔV | Точка подключения выв. PGM3 | Точка подключения выв. PGM2 |
22 | Откл. | V+ | Не подкл. |
22 | Вкл. | V+ | REF |
33 | Откл. | V+ | V+ |
143 |
Схемотехника зарядных устройств
Продолжение табл. 8.2 | |||
Макс, время заряда, мин | Прекращение заряда по методу -AM | Точка подключения выв. PGM3 | Точка подключения выв. PGM2 |
33 | Вкл. | V+ | ВАТТ- |
45 | Откл. | Не подкл. | Не подкл. |
45 | Вкл. | Не подкл. | REF |
66 | Откл. | Не подкл. | V+ |
66 | Вкл. | Не подкл. | ВАТТ- |
90 | Откл. | REF | Не подкл. |
90 | Вкл. | REF | REF |
132 | Откл. | REF | V+ |
132 | Вкл. | REF | ВАТТ- |
180 | Откл. | ВАТТ- | Не подкл. |
180 | Вкл. | ВАТТ- | REF |
264 | Откл. | ВАТТ- | V+ |
264 | Вкл. | ВАТТ- | ВАТТ- |
Кроме того, вариант подключения вывода PGM3 определяет значение тока компенсирующего заряда по окончании скоростного (табл. 8.3).
Таблица 8.3
Точка подключения выв. PGM3 | Величина тока скоростного заряда | Величина тока компенсирующего заряда |
V+ | С | Ifast/64 |
Не подкл. | 2С | Ifast/32 |
REF | С | Ifast/16 |
ВАТТ- | С/2 |
На рис. 8.3 изображена схема импульсного (ключевого) зарядного устройства на основе микросхем МАХ712, МАХ713. В данном случае вывод СС усилителя ошибок используется как компаратор. В отличие от линейного зарядного устройства напряжение источника питания для него выбирают из такого расчета, чтобы оно на 2 В превышало максимальное напряжение на
144