Bateria este o sursă obișnuită de alimentare pentru diverse dispozitive mobile, gadget-uri, roboți... Fără ea, clasa de dispozitive portabile probabil nu ar exista sau nu ar fi recunoscută. Unul dintre cele mai moderne tipuri de baterii poate fi considerat pe bună dreptate litiu-ion și litiu-polimer. Dar dispozitivul a funcționat, bateria este epuizată, acum trebuie să profitați de principala diferență față de bateriile simple - încărcați-o.

Articolul va vorbi pe scurt despre două microcircuite comune (mai precis, despre un LTC4054 comun și înlocuitorul său similar STC4054) pentru încărcarea bateriilor Li-ion cu o singură cutie.

Aceste microcircuite sunt identice, singura diferență este în producător și preț. Un alt avantaj uriaș este cantitatea mică de cablare - doar 2 componente pasive: un condensator de intrare de 1 µF și un rezistor de setare a curentului. Dacă doriți, puteți adăuga un LED - un indicator al stării procesului de încărcare - încărcarea este în curs - încărcarea este completă; Tensiune de alimentare 4,25-6,5 V, i.e. Încărcarea este alimentată de 5V obișnuit, nu degeaba majoritatea încărcătoarelor simple alimentate cu USB sunt construite pe baza acestor microcircuite. Încarcă până la 4,2 V. Curent maxim 800mA.

Placa se bazează pe un cip de încărcare LTC4054 sau STC4054. Condensator de intrare cu o capacitate de 1 μF de dimensiune standard 0805. Rezistorul de setare a curentului 0805, rezistența este calculată mai jos. Și LED 0604 sau 0805 cu un rezistor de limitare a curentului de dimensiunea 0805 la 680 Ohm.

Rezistorul (sau curentul de încărcare) se calculează folosind următoarele formule:

Deoarece Vprog=~1V, obținem următoarele formule simplificate

Câteva exemple de calcul:

Sunt o R, kOhm
100 10
212 4,7
500 2
770 1,3

În cele din urmă, câteva fotografii cu o opțiune de încărcare USB de casă pentru bateriile cu polimer de litiu ale unui elicopter mic.

A introdus o nouă versiune a amplificatorului stereo cu tub STC cu denumirea complexă „STC Super Triode Connection Mk II Bausatz”. Jurgen a lansat recent o campanie de crowdfunding pe Kickstarter.

După cum explică însuși Grau, atunci când a creat STC Mk II, el a fost inspirat de circuitul STC (conexiune supertriodă), care a fost inventat în anii 90 de inginerul japonez Shinichi Kamijo. Particularitatea amplificatorului STC este că, fiind construit pe un pentod, sună cald și moale ca un amplificator triodă. Circuitul STC se distinge prin prezența feedback-ului, a cărui sarcină este de a construi spectrul de armonici pare în proporțiile necesare. Rezultatul este un amplificator cu putere mare de ieșire și un sunet similar cu un amplificator cu triodă cu un singur capăt.

Mk II îmbunătățit va diferi de modificarea originală anterioară STC Mk I în mai multe privințe. A doua versiune va primi un radiator modificat pentru îndepărtarea căldurii, o sursă de alimentare de înaltă tensiune îmbunătățită pe o placă separată și o carcasă din aluminiu de la Fischer Elektronik. În plus, Jürgen Grau promite să folosească versiune noua componente de calitate superioara in sectiunea audio.


Puterea de ieșire a STC Super Triode Connection este de 2 x 18 W la 8 ohmi. Circuitul folosește tuburi General Electric 5670 și două EAM86.

Rețineți că STC Mk II va fi furnizat în formatul unui kit DIY pentru auto-asamblare. Compania lui Jürgen oferă deja o serie de produse similare, de exemplu, un kit de asamblare a preamplificatorului fono hibrid.


Până în prezent, Mr.Nixie a strâns 880 de dolari pe Kickstarter cu un obiectiv de 5.266 de dolari care urmează să fie strânși. Au mai rămas 20 de zile până la finalul campaniei. Puteți obține kitul STC Mk II pe Kickstarter pentru 385 USD.



În mobilul modern dispozitive electronice, chiar și cele concepute pentru a minimiza consumul de energie, utilizarea bateriilor neregenerabile devine un lucru din trecut. Și din punct de vedere economic - deja într-o perioadă scurtă de timp, costul total al numărului necesar de baterii de unică folosință va depăși rapid costul unei baterii, iar din punct de vedere al confortului utilizatorului - este mai ușor de reîncărcat bateria decât să caute de unde să cumperi o baterie nouă. În consecință, încărcătoarele de baterii devin o marfă cu cerere garantată. Nu este surprinzător că aproape toți producătorii de circuite integrate pentru dispozitive de alimentare acordă atenție direcției de „încărcare”.

Cu doar cinci ani în urmă, discuția despre microcircuite pentru încărcarea bateriilor (Battery Chargers IC) a început cu o comparație a principalelor tipuri de baterii - nichel și litiu. Dar, în prezent, bateriile cu nichel au încetat practic să fie folosite și majoritatea producătorilor de cipuri de încărcare fie au încetat complet să mai producă cipuri pentru bateriile cu nichel, fie produc cipuri care sunt invariante cu tehnologia bateriilor (așa-numitul Multi-Chemistry IC). Gama de produse STMicroelectronics include în prezent doar microcircuite proiectate să funcționeze cu baterii cu litiu.

Să ne amintim pe scurt principalele caracteristici ale bateriilor cu litiu. Avantaje:

  • Capacitate electrică specifică mare. Valorile tipice sunt 110...160 W*oră*kg, care este de 1,5...2,0 ori mai mare decât același parametru pentru bateriile cu nichel. În consecință, cu dimensiuni egale, capacitatea unei baterii cu litiu este mai mare.
  • Autodescărcare scăzută: aproximativ 10% pe lună. În bateriile cu nichel acest parametru este de 20...30%.

    • Nu există „efect de memorie”, făcând această baterie ușor de întreținut: nu este nevoie să descărcați bateria la minimum înainte de reîncărcare.

Dezavantajele bateriilor cu litiu:

  • Nevoia de protecție a curentului și tensiunii. În special, este necesar să se excludă posibilitatea de scurtcircuitare a bornelor bateriei, de alimentare cu tensiune cu polaritate inversă sau de supraîncărcare.
  • Nevoia de protecție împotriva supraîncălzirii: încălzirea bateriei peste o anumită temperatură afectează negativ capacitatea și durata de viață a acesteia.

Există două tehnologii industriale pentru fabricarea bateriilor cu litiu: litiu-ion (Li-Ion) și litiu polimer (Li-Pol). Cu toate acestea, deoarece algoritmii de încărcare pentru aceste baterii sunt aceiași, cipurile de încărcare nu separă tehnologiile litiu-ion și litiu-polimer. Din acest motiv, vom sări peste discuția despre avantajele și dezavantajele bateriilor Li-Ion și Li-Pol, cu referire la literatura de specialitate.

Să luăm în considerare algoritmul de încărcare a bateriilor cu litiu, prezentat în Figura 1.

Orez. 1.

Prima fază, așa-numita pre-încărcare, este utilizată doar în cazurile în care bateria este foarte descărcată. Dacă tensiunea bateriei este sub 2,8 V, atunci aceasta nu poate fi încărcată imediat cu curentul maxim posibil: acest lucru va avea un impact extrem de negativ asupra duratei de viață a bateriei. Este necesar să „reîncărcați” mai întâi bateria cu un curent scăzut la aproximativ 3,0 V și numai după aceea încărcarea cu un curent maxim devine permisă.

A doua fază: încărcător ca sursă de curent constant. În această etapă, curentul maxim pentru condițiile date circulă prin baterie. În același timp, tensiunea bateriei crește treptat până ajunge la o valoare limită de 4,2 V. Strict vorbind, la finalizarea celei de-a doua etape, încărcarea poate fi oprită, dar trebuie avut în vedere faptul că bateria este în prezent încărcată de aproximativ 70% din capacitatea sa. Rețineți că în multe încărcătoare Curentul maxim nu este furnizat imediat, dar crește treptat până la maxim în câteva minute - este utilizat mecanismul „Pornire ușoară”.

Dacă este de dorit să încărcați bateria la valori de capacitate apropiate de 100%, atunci trecem la a treia fază: încărcătorul ca sursă de tensiune constantă. În această etapă, bateriei i se aplică o tensiune constantă de 4,2 V, iar curentul care trece prin baterie scade de la o valoare maximă la o valoare minimă predeterminată în timpul încărcării. În momentul în care valoarea curentului scade până la această limită, încărcarea bateriei este considerată completă și procesul se încheie.

Să vă reamintim că unul dintre parametrii cheie ai unei baterii este capacitatea acesteia (unitate de măsură - A*oră). Astfel, capacitatea tipică a unei baterii litiu-ion de dimensiune AAA este de 750...1300 mAh. Ca o derivată a acestui parametru, este utilizată caracteristica „curent 1C” aceasta este o valoare a curentului egală numeric cu capacitatea nominală (în exemplul dat - 750...1300 mA). Valoarea „curentului 1C” are sens doar ca o determinare a valorii maxime a curentului la încărcarea bateriei și a valorii curente la care încărcarea este considerată completă. În general, este acceptat că valoarea maximă a curentului nu trebuie să depășească 1*1C, iar încărcarea bateriei poate fi considerată completă atunci când curentul scade la 0,05...0,10*1C. Dar aceștia sunt parametrii care pot fi considerați optimi pentru un anumit tip de baterie. În realitate, același încărcător poate funcționa cu baterii de la diferiți producători și de capacități diferite, în timp ce capacitatea unei anumite baterii rămâne necunoscută încărctorului. În consecință, încărcarea unei baterii de orice capacitate nu va avea loc în general în modul optim pentru baterie, ci în modul prestabilit pentru încărcător.

Să trecem la linia de microcircuite de încărcare de la STMicroelectronics.

Chipurile STBC08 și STC4054

Aceste microcircuite sunt produse destul de simple pentru încărcarea bateriilor cu litiu. Microcircuitele sunt realizate în pachete miniaturale de tip și, respectiv. Acest lucru permite utilizarea acestor componente în dispozitive mobile cu cerințe destul de stricte pentru caracteristicile de greutate și dimensiune (de exemplu, Celulare, Mp3 playere). Diagramele de conectare sunt prezentate în Figura 2.

Orez. 2.

În ciuda limitărilor impuse de numărul minim de pini externi din pachete, microcircuitele au o funcționalitate destul de largă:

  • Nu este nevoie de un MOSFET extern, diodă de blocare sau rezistență de curent. După cum urmează din Figura 2, cablajul extern este limitat de un condensator de filtru la intrare, un rezistor de programare și două (pentru STC4054 - unul) LED-uri indicatoare.
  • Valoarea maximă a curentului de încărcare este programată de valoarea rezistenței externe și poate atinge o valoare de 800 mA. Faptul de terminare a încărcării este determinat în momentul în care, în regim de tensiune constantă, valoarea curentului de încărcare scade la o valoare de 0,1*I BAT, adică este stabilită și de valoarea rezistenței externe. . Curentul maxim de încărcare este determinat din relația:

I BAT = (V PROG /R PROG)*1000;

unde I BAT este curentul de încărcare în Amperi, R PROG este rezistența rezistenței în Ohmi, V PROG este tensiunea la ieșirea PROG, egală cu 1,0 Volți.

  • În modul de tensiune constantă, la ieșire este generată o tensiune stabilă de 4,2 V cu o precizie de nu mai puțin de 1%.
  • Încărcarea bateriilor puternic descărcate începe automat în modul de preîncărcare. Până când tensiunea la ieșirea bateriei atinge 2,9V, încărcarea se efectuează cu un curent slab de 0,1*I BAT. Această metodă, așa cum s-a menționat deja, previne o defecțiune foarte probabilă atunci când încercați să încărcați bateriile descărcate sever în mod obișnuit. În plus, valoarea de pornire a curentului de încărcare este limitată forțat, ceea ce crește și durata de viață a bateriilor.
  • A fost implementat un mod de încărcare automată - când tensiunea bateriei scade la 4,05 V, ciclul de încărcare va fi repornit. Acest lucru vă permite să asigurați o încărcare constantă a bateriei la un nivel nu mai mic de 80% din capacitatea sa nominală.
  • Protecție împotriva supratensiunii și supraîncălzirii. Dacă tensiunea de intrare depășește o anumită limită (în special, 7,2V) sau dacă temperatura carcasei depășește 120°C, încărcătorul se oprește, protejându-se pe sine și bateria. Desigur, este implementată și protecția la tensiune de intrare scăzută - dacă tensiunea de intrare scade sub un anumit nivel (U VLO), încărcătorul se va opri și el.
  • Capacitatea de a conecta LED-uri de indicare permite utilizatorului să aibă o idee despre starea actuală a procesului de încărcare a bateriei.

Chip-uri de încărcare a bateriei L6924D și L6924U

Aceste microcircuite sunt dispozitive cu capacități mai mari în comparație cu STBC08 și STC4054. Figura 3 prezintă scheme tipice de circuit pentru conectarea microcircuitelor și .

Orez. 3.

Să luăm în considerare acele caracteristici funcționale ale microcircuitelor care se referă la setarea parametrilor procesului de încărcare a bateriei:

1. În ambele modificări este posibilă setarea duratei maxime de încărcare a bateriei începând din momentul trecerii la modul de stabilizare DC (se folosește și termenul „mod” încărcare rapidă" - Faza de încărcare rapidă). La intrarea în acest mod este pornit un timer watchdog, programat pentru o anumită durată T PRG de valoarea condensatorului conectat la pinul T PRG. Dacă înainte de declanșarea acestui cronometru, încărcarea bateriei nu este oprită conform algoritmului standard (curentul care circulă prin baterie scade sub valoarea I END), atunci după declanșarea temporizatorului, încărcarea va fi întreruptă forțat. Folosind același condensator, se setează durata maximă a modului de preîncărcare: este egală cu 1/8 din durata T PRG. De asemenea, dacă în acest timp nu există tranziție la modul de încărcare rapidă, circuitul se oprește.

2. Modul de preîncărcare. Dacă pentru dispozitivul STBC08 curentul în acest mod a fost setat ca o valoare egală cu 10% din I BAT, iar tensiunea de comutare în modul DC a fost fixată, atunci în modificarea L6924U acest algoritm a fost păstrat neschimbat, dar în cipul L6924D atât dintre acești parametri se setează folosind rezistențe externe conectate la intrările I PRE și V PRE.

3. Semnul finalizării încărcării în a treia fază (mod de stabilizare a tensiunii continue) în dispozitivele STBC08 și STC4054 a fost stabilit ca valoare egală cu 10% din I BAT. În microcircuitele L6924, acest parametru este programat de valoarea unui rezistor extern conectat la pinul I END. În plus, pentru cipul L6924D, este posibil să se reducă tensiunea la pinul V OUT de la valoarea general acceptată de 4,2 V la 4,1 V.

4. Valoarea curentului maxim de încărcare I PRG în aceste microcircuite este stabilită în mod tradițional - prin valoarea unui rezistor extern.

După cum puteți vedea, în „încărcarea” simplă STBC08 și STC4054, a fost setat un singur parametru folosind un rezistor extern - curentul de încărcare. Toți ceilalți parametri au fost fie fixați rigid, fie au fost o funcție de I BAT. Cipurile L6924 au capacitatea de a regla mai mulți parametri și, în plus, oferă „asigurare” pentru durata maximă a procesului de încărcare a bateriei.

Pentru ambele modificări ale L6924, sunt furnizate două moduri de funcționare dacă tensiunea de intrare este generată de un adaptor de rețea AC/DC. Primul este modul regulator liniar de tensiune de ieșire standard. Al doilea este modul regulator cvasi-puls. În primul caz, la sarcină poate fi furnizat un curent, a cărui valoare este puțin mai mică decât valoarea curentului de intrare preluat de la adaptor. În modul de stabilizare DC (a doua fază - faza de încărcare rapidă), diferența dintre tensiunea de intrare și tensiunea de la „plus” bateriei este disipată ca energie termică, în urma căreia puterea disipată în această fază de încărcare este maxim. Când funcționează în modul regulator de comutare, un curent a cărui valoare este mai mare decât valoarea curentului de intrare poate fi furnizat sarcinii. În acest caz, se pierde semnificativ mai puțină energie în căldură. Acest lucru, în primul rând, reduce temperatura din interiorul carcasei și, în al doilea rând, crește eficiența dispozitivului. Dar trebuie avut în vedere faptul că precizia stabilizării curentului în modul liniar este de aproximativ 1%, iar în modul pulsat - aproximativ 7%.

Funcționarea microcircuitelor L6924 în moduri liniare și cvasi-impuls este ilustrată în Figura 4.

Orez. 4.

Cipul L6924U, în plus, poate să nu funcționeze de la adaptor de retea, dar de la portul USB. În acest caz, cipul L6924U implementează câteva soluții tehnice care pot reduce și mai mult disiparea puterii prin creșterea duratei de încărcare.

Cipurile L6924D și L6924U au o intrare suplimentară pentru întreruperea forțată a încărcării (adică oprirea încărcării) SHDN.

ÎN microcircuite simple Protecția temperaturii de încărcare constă în oprirea încărcării atunci când temperatura din interiorul carcasei microcircuitului crește la 120°C. Acest lucru, desigur, este mai bine decât nicio protecție, dar valoarea de 120 ° C pe carcasă este mai mult decât condiționată de temperatura bateriei în sine. Produsele L6924 oferă capacitatea de a conecta un termistor direct legat de temperatura bateriei (rezistorul RT1 în Figura 3). În acest caz, devine posibilă setarea intervalului de temperatură în care va fi posibilă încărcarea bateriei. Pe de o parte, nu este recomandată încărcarea bateriilor cu litiu la temperaturi sub zero și, pe de altă parte, este de asemenea foarte nedorit dacă bateria se încălzește până la mai mult de 50°C în timpul încărcării. Utilizarea unui termistor face posibilă încărcarea bateriei numai în condiții de temperatură favorabile.

Desigur, funcționalitatea suplimentară a microcircuitelor L6924D și L6924U nu numai că extinde capacitățile dispozitivului proiectat, dar duce și la o creștere a suprafeței de pe placă ocupată atât de corpul microcircuitului în sine, cât și de elementele de ornamente externe.

Chip-uri de încărcare a bateriei STBC21 și STw4102

Aceasta este o îmbunătățire suplimentară a cipului L6924. Pe de o parte, este implementat aproximativ același pachet funcțional:

  • Mod liniar și cvasi-puls.
  • Termistor conectat la baterie ca element cheie de protecție a temperaturii.
  • Abilitatea de a seta parametri cantitativi pentru toate cele trei faze ale procesului de încărcare.

niste caracteristici suplimentare, lipsă în L6924:

  • Protectie inversa polaritatii.
  • Protecție la scurtcircuit.
  • O diferență semnificativă față de L6924 este prezența unei interfețe digitale I 2 C pentru setarea valorilor parametrilor și alte setări. Ca rezultat, mai mult setări precise procesul de încărcare. Schema de conectare recomandată este prezentată în Figura 5. Evident, în acest caz, problema economisirii suprafeței plăcii și a caracteristicilor stricte de greutate și dimensiune nu se pune. Dar este, de asemenea, evident că utilizarea acestui microcircuit în înregistratoare de voce de dimensiuni mici, playere și telefoane mobile nu se asteapta modele simple. Mai degrabă, acestea sunt baterii pentru laptopuri și dispozitive similare, unde înlocuirea bateriei este o procedură rar întâlnită, dar nici ieftină.

Orez. 5.

5. Camiolo Jean, Scuderi Giuseppe. Reducerea consumului total de energie fără sarcină al încărcătoarelor de baterii și aplicațiilor adaptoarelor Polimer // Material de la STMicroelectronics. Postare online:

7. STEVAL-ISV012V1: încărcător de baterii solare litiu-ion//Material de la STMicroelectronics. Postare online: .

Obținerea informațiilor tehnice, comandarea mostrelor, livrarea - e-mail: