Багато виробників електронних портативних пристроїв намагаються розташовувати мікросхеми зарядки акумуляторів всередині виробленого пристрої, вирішуючи при цьому відразу дві важливі завдання. По-перше, виключається можливість використання неякісного зарядного пристрою і, по-друге, вирішується проблема підзарядки акумулятора від стандартних джерел напруги, наприклад, USB-інтерфейсу, який дуже часто використовується для підзарядки плеєрів, мобільних телефонів і Bluetooth-гарнітур. В цьому випадку, через високу щільності електронних компонентів на платі портативного пристрою, перед розробниками постає питання про використання максимально інтегрованого рішення для процесу зарядки акумулятора.
Компанія Freescale представила нове сімейство мікросхем, розроблених за технологією SMARTMOSTM спеціально для цілей заряду Li-Ion або Li-полімерних акумуляторів. Сімейство Сото з трьох мікросхем: MC34671, MC34673 і MC34674. Вони являють собою повністю інтегровані готові рішення для побудови систем підзарядки Li-Ion і Li-полімерних одноелементні акумуляторів (див. Таблицю 1).
Таблиця 1. Порівняльні характеристики
Мікросхема Вих.
напря-
ються,
В Вих.
ток, A Вхідний
напря-
ються
(Min), В Вхідний
напря-
ються
(max), В Захист MC34671 4,2 0,6 4,3 10 Від високої вхідної напруги, перегріву MC34673 4,2 1,2 4,3 6,6 Від високої вхідної напруги, перегріву мікросхеми MC34674 4,2 1,05 4,3 10 Від високої вхідної напруги, перегріву мікросхеми та акумулятора
Як видно з таблиці, мікросхеми розрізняються по максимальному струму заряду, максимальному вхідному напрузі при якому можлива зарядка, а також типу використовуваного датчика температури для контролю заряду акумулятора. Відзначимо основні відмінні риси даних мікросхем:
- Не потрібно додаткових зовнішніх елементів,
- Зарядний струм до 1,2 А,
- Нестабільність вихідної напруги не гірше ± 0,7% в температурному діапазоні від -20 до 70 ° C,
- Точність підтримки вихідної струму не гірше ± 5% в температурному діапазоні від -40 до 85 ° C,
- Максимальна вхідна напруга 28 В,
- Програмоване значення зарядного струму,
- Можливість зарядки повністю виряджених акумуляторів,
- Моніторинг струму заряду акумулятора,
- Ультракомпактний корпус 2х3UDFN (див. Рис. 1).
Мал. 1. Зовнішній вигляд корпусу 2х3UDFN
Широкий вхідний діапазон напруги живлення дозволяє створювати системи, які не бояться тимчасових викидів напруги, а також подачі напруги несоответстующего значення на вхід мікросхеми, що не перевищує 28 В.
Мал. 2. Функціональні блоки сімейства МС34674
На малюнку 2 представлена функціональна схема MC34674, що містить наступні блоки:
- Internal Supply - внутрішнє джерело опорної напруги для власних потреб;
- Vin Monitor - блок стеження за величиною вхідної напруги;
- Charge Control - блок формування керуючої напруги на затворі силового транзистора в залежності від режиму заряду;
- End of Charge (EOC) - блок моніторингу струму заряду для припинення процесу заряду акумулятора по току;
- Die Temperature Feedback - датчик температури кристала мікросхеми (якщо температура досягає певного значення, то вихідний струм зменшується з метою запобігання перегріву);
- Smart Battery Detection - блок перевірки правильності підключення акумулятора перед зарядом, а також під час заряду;
- NTC thermistor interface - інтерфейс для підключення зовнішнього датчика теператури акумулятора;
- Logic - блок управління і індикації процесу заряду акумулятора.
Розглянемо більш докладно процес заряду Li-Ion акумулятора на прикладі мікросхеми МС34673. Принципова схема підключення МС34673 представлена на малюнку 3.
Мал. 3. Схема підключення МС34673
Як вже було сказано вище, Li-Ion і Li-полімерний акумулятори вимагають особливого режиму заряду, що складається з трьох етапів: «крапельна» зарядка (сильно розрядженого акумулятора), зарядка постійним струмом і дозарядки при постійній напрузі, при цьому в процесі заряду ретельно контролюється величина струму і напруги заряду (див. рис. 4).
Мал. 4. Профіль заряду Li-Ion акумулятора
Процес заряду акумулятора починається за умови, що вхідна напруга як мінімум більше напруги акумулятора на 60 мВ і лежить в межах від 3,0 В до 6,8 В (для МС34673), а на вході EN присутній низький рівень напруги. При цьому, якщо підключений сильно розряджений акумулятор з напругою нижче 2,7 В, то заряд починається з так званого режиму «крапельної зарядки», поки не буде досягнуто напруга акумулятора 2,7 В, потім настає режим заряду постійним струмом, величина якого задається зовнішнім резистором Riset. Як тільки величина напруги на акумуляторі досягає значення 4,2 В, настає режим заряду постійною напругою величиною 4,2 У, при цьому струм заряду поступово починає падати. Як тільки буде досягнуто порогове значення Ieoc, процес заряду акумулятора закінчується, але мікросхема продовжує підтримувати вихідна напруга на рівні 4,2 В, маючи при цьому пристрій користувача. Якщо настає режим споживання пристроєм більшого струму, ніж віддає мікросхема, то в цьому випадку енергія починає надходити від акумулятора, при цьому напруга починає падати. Як тільки напруга знижується на 100 мВ щодо рівня 4,2 В, настає режим заряду постійним струмом, тобто максимальним струмом віддачі зарядного пристрою, до тих пір поки напруга не стане колишнім.
Якщо в процесі заряду відбувається нагрів кристала мікросхеми до температури 110 ° C, мікросхема автоматично зменшує струм заряду, щоб уникнути подальшого нагріву і руйнування кристала. Величину зарядного струму слід вибирати виходячи з значень напруги живлення, температури навколишнього середовища і площі тепловідведення, на який припаюється корпус мікросхеми. Рекомендації по вибору перелічених параметрів детально викладені в документації на мікросхеми.
Важливою особливістю мікросхеми МС33674 є можливість регулювання струму заряду акумулятора в залежності від його температури. В даному випадку в акумулятор повинен бути інтегрований датчик температури на основі NTC-термістора, що підключається до мікросхеми за схемою, показаної на рис. 5.
Мал. 5. Підключення акумулятора з внутрішнім NTC-термістором
Якщо говорити про способи реалізації схемотехніки зарядного пристрою, то існує два варіанти побудови системи підзарядки акумуляторів на базі мікросхем сімейства МС3467x. Перший: мікросхема використовується як окремий пристрій заряду акумулятора (див. Рис. 6).
Мал. 6. Схема автономного устрою заряду акумулятора
В даному випадку користувач може контролювати процес заряду за двома індикаторними светодиодам, підключеним до виходів PPR (вхідна напруга в «нормі») і CHG (режим роботи) (рис. 4). Величина струму заряду в цьому випадку задається за допомогою резистора підключеного до виходу ISET.
Другий варіант побудови системи - це використання мікросхеми МС3467х в якості веденого пристрою (див. Рис. 7).
Мал. 7. Схема підключення МС3467х до мікроконтролеру
В даному випадку все логічні входи / виходи мікросхеми заводяться на мікроконтролер.
У качеcтве налагоджувальних плат розробника пропонуються два набори KIT34671EPEVBE і KIT34673EPEVBE.
Таким чином, розглянуте сімейство мікросхем МС3467х для заряду Li-Ion і Li-полімерних акумуляторів задовольняє всім сучасним вимогам ринку портативних і переносних пристроїв за габаритами, ступеня інтеграції і функціональності. Воно також дозволяє створювати пристрої з мінімальним вкладенням коштів і витрат часу на розробку.
Відповідальний за напрям в Компел - Валерій Куликов
Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка -
e-mail: [email protected]
Нові виробничі потужності MEMS
Потреба в серійному виробництві продуктів, в яких використовується технологія мікроелектромеханічних систем (MEMS), зростає в міру зростання ринку MEMS- датчиків. Компанія Freescale Semiconductor, що випускає цю продукцію ось уже понад 25 років, є одним з основних постачальників MEMS-датчиків, включаючи сенсори прискорення і тиску.
Щоб розширити свої можливості з випуску зазначеної продукції, компанія ввела в дію нове виробництво, розраховане на 200-мм пластини. Виробнича лінія розміщена на фабриці Freescale в штаті Техас. Раніше, виготовлення MEMS було зосереджено на лінії, обробної 150-мм пластини і розташованої в Японії.
Нагадаємо, технологія MEMS в буквальному сенсі зробила революцію у виробництві сенсорів. В її основі - використання унікального поєднання електричних і механічних властивостей напівпровідникових матеріалів. Почавши свій тріумфальний хід з систем безпеки, управління двигунами і вимірювання артеріального тиску, MEMS-датчики зараз зустрічаються в стільникових телефонах, ігрових консолях, медичних приладах, побутової техніки і безлічі інших виробів.
За оцінкою аналітиків, обсяг ринку MEMS-датчиків, що досяг в 2006 році 6 млрд. Дол., Продовжує стрімко зростати і до 2010 року складе 9,7 млрд. Дол.
Багатоканальна мікросхемауправління живленням
Компанія Freescale Semiconductor розширила лінійку своїх приладів для управління живленням випуском MC34700 - 4-канальної мікросхеми, оптимізованої для застосування в компактних системах з високим годує напругою.
MC34700 здатна працювати з широким вхідним діапазоном напруг живлення від 9 до 18 В, а робоча частота приладу складає 800 кГц. Мікросхема призначена для застосування в ТВ-приставках, кабельних модемах, лазерних принтерах, факсах, касових терміналах, компактних побутових приладах, обладнанні для телекомунікації і DVD-програвачах.
До складу мікросхеми входять три імпульсних стабілізатора (два синхронних і один асинхронний) і один LDO-стабілізатор. Мікросхема містить вбудований потужний MOSFET на кожному з виходів, здатність навантаження яких становить в безперервному режимі до 1,5 А на каналі 1, до 1,25 А на каналах 2 і 3 та 400 мА на каналі 4.
Особливостями мікросхеми є внутрішній м'який пуск, позитивний зворотний зв'язок по напрузі на каналі 1, низька похибка (± 1,5%) вихідної напруги по всіх каналах, схеми захисту від короткого замикання і обмеження струму, схеми захисту від перевищення допустимого напруги і падіння напруги, а також термозахист.
Про компанію
...Читати далі