NiMHバッテリー充電回路

単一の最先端のチップ、トランジスタ、およびその他のいくつかの安価な受動部品は、この卓越した自己調整型の過充電制御された自動NiMHバッテリ充電器回路を作成するために必要な唯一の材料です。記事で説明されている操作全体を調べてみましょう。

主な特徴：

充電回路のしくみ

この図を参照すると、単一のICが使用されており、それだけで多用途の高品位バッテリー充電器回路の機能を実行し、回路によって充電されている間、接続されたバッテリーを最大限に保護します。

完全なデータシート

これは、バッテリーを健全な環境に保ちながら、比較的速い速度で充電するのに役立ちます。このICは、何百回もの充電サイクルの後でも高いバッテリ寿命を保証します。

NiMHバッテリー充電器回路の内部機能は、次の点で理解できます。

回路に電力が供給されていない場合、ICはスリープモードになり、ロードされたバッテリは内部回路の動作によって関連するICピンから切り離されます。

供給電圧がICの指定されたしきい値を超えると、スリープモードもトリガーされ、シャットダウンモードが開始されます。

技術的には、VccがULVO（低電圧ロックアウト）の固定制限を超えると、ICはスリープモードをトリガーし、バッテリーを充電電流から切り離します。

ULVO制限は、接続されたセル全体で検出された電位差レベルによって定義されます。これは、接続されているセルの数がICのシャットダウンしきい値を決定することを意味します。

接続するセルの数は、最初に適切なコンポーネント設定を介してICでプログラムする必要があります。この問題については、この記事の後半で説明します。

充電率または充電電流は、ICのPROGピンに接続されたプログラム抵抗を介して外部から設定できます。

現在の構成では、内蔵アンプにより、PROGピンの両端に1.5Vの仮想リファレンスが表示されます。

これは、プログラミング電流が内蔵のNチャネルFETを通って分流器に向かって流れることを意味します。

分流器は、抵抗器の両端に電位差を生成する充電器状態制御ロジックによって処理され、接続されたバッテリーの急速充電状態を作り出します。

分流器は、ピンIoscを介してバッテリーに定電流レベルを提供する役割も果たします。

タイマーコンデンサと組み合わせた上記のピン配列は、充電入力をバッテリに供給するために使用される発振器周波数を決定します。

上記の充電電流は、外部接続されたPNPトランジスタのコレクタを介してアクティブになり、そのエミッタには、充電レート情報をICに提供するためにICのSENSEピン出力が装備されています。

LTC4060のピン配置機能を理解する

ICのピン配列を理解すると、このNiMHバッテリー充電器回路の構築手順が簡単になります。次の手順でデータを調べてみましょう。

ドライブ（ピン＃1）：ピンは外部PNPトランジスタのベースに接続され、トランジスタにベースバイアスを提供する役割を果たします。これは、トランジスタのベースに一定のシンク電流を印加することによって行われます。ピン配列には電流保護された出力があります。

BAT（ピン＃2）：このピンは、回路によって充電されている間、接続されたバッテリーの充電電流を監視するために使用されます。

SENSE（ピン＃3）：名前が示すように、バッテリーに印加された充電電流を感知し、PNPトランジスタの導通を制御します。

タイマー（ピン＃4）：ICの発振器周波数を定義し、ICのPROGおよびGNDピン配列で計算される抵抗とともに充電サイクル制限を調整するのに役立ちます。

SHDN（ピン＃5）：このピン出力がLowにトリガーされると、ICはバッテリーへの充電入力をシャットダウンし、ICへの供給電流を最小限に抑えます。

一時停止（ピン＃7）：このピン配列は、充電プロセスを一定期間停止するために使用できます。ピンアウトに低レベルを戻すことにより、プロセスを復元できます。

PROG（ピン＃7）：このピンの両端に1.5Vの仮想リファレンスが、このピンとグランドの両端に接続された抵抗を介して作成されます。充電電流は、この抵抗を流れる電流の930倍です。したがって、このピン配置は、さまざまな充電レートを決定するために抵抗値を適切に変更することにより、充電電流をプログラミングするために使用できます。

ARCT（ピン＃8）：これはICの自動再充電ピン配列であり、しきい値充電電流レベルのプログラミングに使用されます。バッテリー電圧が事前にプログラムされた電圧レベルを下回ると、充電が即座に再開されます。

SEL0、SEL1（ピン＃9および＃10）：これらのピン配列は、ICを充電するさまざまな数のセルと互換性を持たせるために使用されます。 2つのセルの場合、SEL1はグランドに接続され、SEL0はICの供給電圧に接続されます。

3シリーズのセル数を充電する方法

直列の3つのセルを充電するために、SEL1は電源端子に接続され、SEL0はアースに配線されます。 4つのセルを直列に調整する場合、両方のピンが電源レール、つまりICのプラスに接続されます。

NTC（ピン＃11）：周囲温度レベルに対して回路を機能させるために、外部NTC抵抗をこのピン出力に統合することができます。状態が熱くなりすぎると、ピン配列がNTCを介してそれを検出し、処理をシャットダウンします。

CHEM（ピン＃12）：このピン配列は、NiMHセルの負のデルタVレベルパラメーターを検出することによってバッテリーの化学的性質を検出し、検出された負荷に従って適切な充電レベルを選択します。

ACP（ピン＃13）：前述のように、このピンはVccレベルを検出し、指定された制限を下回ると、ピン配置が高インピーダンスになり、スリープモードでICをシャットダウンし、LEDをオフにします。ただし、Vccがバッテリーのフル充電仕様と互換性がある場合、このピン配列は低くなり、LEDが点灯し、バッテリーの充電プロセスが開始されます。

CHRG（ピン＃15）：このピン出力に接続されたLEDは、充電を示し、セルが充電中であることを示します。

Vcc（ピン＃14）：これは単にICの電源入力端子です。

GND（ピン＃16）：上記のように、ICの負の電源端子です。