Płytka PCB do wykonania ładowarki pojedynczego akumulatora litowego 3,7 V.
AVT3034/1 to projekt ładowarki do pojedynczego akumulatora litowego o napięciu znamionowym 3,7 V. Układ wykorzystuje specjalizowany kontroler MCP73833, który realizuje typowy algorytm ładowania akumulatorów litowych: najpierw stałym prądem, a po osiągnięciu napięcia końcowego stałym napięciem.
Ładowarka jest przeznaczona do pracy z akumulatorami Li-Ion i Li-Poly, także z ogniwami wyposażonymi w termistor do kontroli temperatury. Wersja A obejmuje samą płytkę PCB, dlatego wszystkie elementy elektroniczne, złącza i elementy dopasowujące prąd oraz kontrolę temperatury należy skompletować osobno.
Ładowarka pojedynczego akumulatora litowego z kontrolerem MCP73833, kontrolą temperatury i sygnalizacją stanu pracy.
| Wersja | A - płytka PCB |
| Typ układu | ładowarka pojedynczego akumulatora litowego |
| Obsługiwane akumulatory | Li-Ion / Li-Poly 3,7 V, bez akumulatorów LiFePO4 |
| Napięcie końcowe ładowania | 4,2 V |
| Algorytm ładowania | CC/CV, z ładowaniem wstępnym mocno rozładowanego akumulatora |
| Kontrola temperatury | wejście termistora NTC/PTC akumulatora, z wymaganym doborem elementów progowych |
| Prąd ładowania | ustalany rezystorem PROG; zalecane poniżej 0,5C, układ MCP73833 do 1 A |
| Zasilanie układu | stabilizowane 5 V przez wejście IN2 albo zasilanie przez stabilizator 7805 na wejściu IN1 |
| Sygnalizacja | diody LED: zasilanie, ładowanie, zakończenie ładowania |
| Płytka PCB | 56x29 mm |
AVT3034/1 A - płytka PCB. Elementy elektroniczne z poniższego wykazu trzeba skompletować osobno.
| Układy scalone | U1 - 7805; U2 - MCP73833 |
| Diody | D1, D2 - SS14; D3-D5 - LED |
| Rezystory | R1, R2, R5 - 560Ω; R3 - 3,3kΩ; R4 - RT1; R6 - RT2 |
| Kondensatory | C1, C3, C6, C9 - 10µF; C2, C4, C7, C8 - 100nF; C5 - 22µF |
| Elementy dopasowujące ładowanie | rezystor PROG do ustawienia prądu ładowania; RT1/RT2 do ustawienia zakresu kontroli temperatury akumulatora |
| Akumulator | pojedynczy akumulator litowy 3,7 V z wyprowadzeniem termistora albo termistorem dobranym zgodnie z dokumentacją |
Prąd ładowania ustala się rezystorem przy wejściu PROG. Dokumentacja podaje zależność Ireg[mA]=1000/Rprog[kΩ] i zaleca, aby prąd ładowania nie przekraczał 50% pojemności akumulatora wyrażonej w mAh, czyli mniej niż 0,5C.
Dobór elementów RT1/RT2 zależy od termistora w konkretnym akumulatorze. Dla akumulatorów z termistorem innym niż typowe 10kΩ trzeba przeanalizować progi MCP73833 i dobrać wartości zgodnie z dokumentacją oraz kartą katalogową układu.
Przy prądach ładowania większych niż kilkaset mA należy kontrolować moc strat w MCP73833 i stabilizatorze. Dokumentacja wskazuje, że przy wyższych prądach może być potrzebne obniżenie napięcia zasilającego układ ładowarki i radiator dla stabilizatora.
Uwaga: akumulatory litowe wymagają ścisłej kontroli napięcia, prądu i temperatury ładowania. Zbyt wysokie napięcie, nieprawidłowy dobór termistora, odwrotne podłączenie akumulatora albo przekroczenie dopuszczalnego prądu może doprowadzić do uszkodzenia ogniwa, przegrzania lub niebezpiecznej awarii.
Prąd ustala rezystor PROG zgodnie z zależnością Ireg[mA]=1000/Rprog[kΩ]. Dokumentacja przyjmuje bezpieczne założenie, aby prąd ładowania nie przekraczał 0,5C, czyli dla ogniwa 600 mAh około 300 mA, a dla 1000 mAh około 500 mA.
MCP73833 kontroluje zarówno zbyt małą, jak i zbyt dużą rezystancję termistora, więc akumulator z termistorem o innej wartości może blokować ładowanie. Dla termistora innego niż typowy 10kΩ trzeba dobrać RT1/RT2 lub zastosować rozwiązanie z rezystorem równoległym zgodnie z obliczeniami z dokumentacji.
Jeżeli dostępne jest stabilizowane 5 V, układ można zasilić przez wejście IN2 i nie montować stabilizatora 7805. Zmniejsza to straty mocy i nagrzewanie, co ma znaczenie szczególnie przy większych prądach ładowania.
To oczekiwane napięcie końcowe dla pojedynczego ogniwa Li-Ion/Li-Poly 3,7 V. Dokumentacja wskazuje, że po odłączeniu akumulatora od ładowarki na zaciskach powinno być około 4,2 V, co pozwala wstępnie zweryfikować poprawność części napięciowej układu.
MCP73833 jest liniowym kontrolerem ładowania, więc nadmiar napięcia między zasilaniem a akumulatorem zamienia się w ciepło. Przy prądach rzędu kilkuset miliamperów trzeba sprawdzić moc strat, wykorzystać termiczne pola płytki i ograniczyć napięcie zasilania układu ładowarki.
