Bezprzewodowa ładowarka akumulatorów Li-Po

Bezprzewodowa ładowarka akumulatorów Li-Po
Pobierz PDF Download icon
Prezentujemy układ służący do bezprzewodowego ładowania akumulatora Li-Po zbudowany z użyciem układu LTC4120S-4.2 firmy Linear Technology. Do transmisji energii użyto bezpośredniego sprzężenia obwodów magnetycznych cewki nadawczej i odbiorczej pracujących w rezonansie.

Ładowarka składa się z dwóch bloków – nadajnika sygnału oraz odbiornika zintegrowanego z ładowarką akumulatora Li-Po/1S. Schemat nadajnika pokazano na rysunku 1, a odbiornika na rysunku 2. Nadajnik jest zasilany z typowego zasilacza 5V/1 A z wtykiem micro-USB. Dioda LD1 sygnalizuje obecność zasilania. Generator zasilający cewkę nadawczą LTXC, pracuje w układzie multiwibratora astabilnego, jako klucze zastosowano tranzystory Q1 i Q2 o niskiej rezystancji kanału. Obciążeniem multiwibratora jest obwód rezonansowy złożony z pojemności C4…C6 współpracujący z typową cewką przeznaczoną do ładowarek bezprzewodowych TDK WT505090-10K2-A11-G, dołączoną do zacisków LTXC. Częstotliwość oscylatora ustalono na 130 kHz.

Odbiornik jest zasilany energią pozyskaną z obwodu rezonansowego LRXC/C1+C2, sprzężonego magnetycznie z cewką nadajnika. Diody Schottky'ego D1, D2 prostują sygnał w.cz. Dioda DZ1 ogranicza przepięcia przy zmianie obciążenia odbiornika.

Układ U1 typu LTC4120 zawiera impulsową ładowarkę akumulatorów Li-Po z obwodami zabezpieczeń podnapięciowych, ładowaniem wstępnym, timerem ładowania i trybem automatycznego wznowienia ładowania przy spadku napięcia akumulatora o 2,2%. Zastosowana wersja LTC4120S-4.2 ma ustalone napięcie wyjściowe 4,2 V dla akumulatora 1S (RFB1=0R, RFB2=NC. Prąd ładowarki jest ustalany rezystorem Rprog
=R1 zgodnie ze wzorem Ic=1212/R1. Prąd ładowania nie może przekraczać 400 mA. Tranzystor Q1 zabezpiecza akumulator przed rozładowaniem przy braku zasilania bezprzewodowego. Układ obsługuje zabezpieczenie termiczne dla akumulatora w postaci termistora NTC 10 kV/3490, który w zależności od typu baterii może być z nią zintegrowany i dołączony do wyprowadzenia 1 złącza „LiPo” lub pominięty (zwora w miejsce NTC, zabezpieczenie wyłączone). W wypadku zastosowania termistora bateria jest ładowana w przedziale temperatury 0…40°C.

Dla zapewnienia maksymalnej sprawności ładowania LTC4120S ma układ regulacji DHC optymalizujący w zależności od wyprostowanego napięcia w.cz. obciążenie obwodu rezonansowego (kondensatory C3,4). Akumulator przyłącza się do złącza „LiPo”.

Ładowarkę zmontowano na dwóch (nadajnik/odbiornik) niewielkich, dwustronnych płytkach drukowanych – ich schematy montażowe pokazano na rysunkach 3 i 4. Montaż nie wymaga opisu. Zastosowany układ U1 ma obudowę z wkładką radiatorową, więc należy zwrócić uwagę na poprawne przylutowanie wkładki do masy układu. Prawidłowo zmontowany układ nie wymaga uruchamiania. Warto jednak sprawdzić napięcie i prąd ładowania. Do poprawnej pracy odstęp cewek nadawczej i odbiorczej powinien mieścić się w zakresie 1…8 mm. Dosyć istotne jest wzajemne położenie środków cewek, co wymaga uwzględnienia przy aplikacji ładowarki. Dla uzyskania maksymalnej sprawności należy przed lutowaniem zmierzyć pojemności C4+C5+C6 ładowarki – ich suma powinna wynosić 233 nF ±1%, podobnie w odbiorniku kondensatory C1+C2, C3+C4 powinny być dobrane z 1-procentową dokładnością.

Adam Tatuś, EP

Artykuł ukazał się w
Elektronika Praktyczna
lipiec 2017
DO POBRANIA
Pobierz PDF Download icon
Zobacz też
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik lipiec 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio lipiec 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje czerwiec 2020

APA - Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna lipiec 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich czerwiec 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów