TEA1101 芯片上的镍镉和镍氢电池充电器。方案、说明

TEA1101 芯片上的镍镉和镍氢电池充电器。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

文章介绍了一种采用TEA1101芯片（Phillips）制造的用于镍镉和镍氢电池加速充电的“智能”国外制造充电器，以及为了扩展其功能而进行的改进。

多年来，Ni-Cd（镍镉）电池和蓄电池在商店和市场上随处可见，在适当的操作条件下，它们可以承受多达 1000 次充放电循环。这些电池的缺点包括所谓的“记忆效应”。它包括以下事实：用过的电池必须达到完全放电状态（每个电池约 1 V），然后才开始新的充电周期。

随着镍镉电池的广泛使用，相对较新的镍氢电池也出现并得到广泛使用。这些电池的尺寸与镍镉电池相同，容量几乎是镍镉电池的两倍。当然，它们也很昂贵，而且并非没有缺点。镍氢电池内阻高，峰值放电电流低，因此不适合为电钻、电动螺丝刀、压缩机、吸尘器等耗能设备供电。

由于充电方法不当，电池的“寿命”最多减少30%。损坏的电池在处理过程中反过来又会对环境造成不可挽回的损害。因此，正确、有效的电池充电不仅会带来根本性的资金节省，还会产生积极的环境影响。

最便宜、最简单的电池充电器由变压器、整流二极管、限流电阻和 LED 组成。变压器将 220 V 电源电压降低至 4...12 V，然后对半波整流器进行整流。电阻限制充电电流，LED指示电池已连接到充电器。主要在亚洲国家制造的具有相似或相同电路的设备通常可以在商店中找到。制造此类设备没有任何费用，但请记住，它们不能保护电池免遭过度充电。经过几次循环后，电池就会出现不可逆的变化，从而缩短其使用寿命。

充电期间，您必须不断监控电流，使其保持在一定水平。为了减少时间，增加充电电流，可以达到数值上等于电池容量的100%的值。在这种情况下，如果不监控完全充电的时刻，气体就会积聚在电池内部并增加压力，导致机械损坏和故障。

通过不断测量电池外壳的温度可以监控充电状态。该方法基于镍镉电池和镍氢电池的所谓负温度系数（约-1 mV/°C）。在适当的温度值时停止充电，该温度值是针对每种具体情况计算的。然而，考虑到精确测量温度时遇到的困难以及精确计算的需要，这种方法并未得到广泛使用。

还有另一种控制电池充满电的方法，基于电压下降的检测，在文献中通常称为 ΔV 方法[1-6]。它包括跟踪电池端子电压随时间的变化，并在达到最大特性时停止充电。正是这种方法（测量 ΔУ 的符号）构成了设备操作原理的基础，我们将对此进行进一步讨论。

最大检测方法是当今判断镍镉和镍氢电池充电结束最准确的方法。在恒定充电电流下电池端子上的电压是单调递增函数。当电池充满电时，它停止储存能量，并且气体开始在正极附近积聚。这导致电池端子处的温度快速升高和电压降低。专用微电路（在所述的 TEA1101 充电器中）以一定的时间间隔测量正在充电的电池上的当前电压，并将其与之前的测量结果进行比较。如果比较结果为负值，即当前电压小于前一次电压，并且类似的现象重复数十次，则充电器切换到保守充电模式，电流在电池标称容量的1/20 ... 1/80范围内。保守充电不会导致电池进一步析气，也不会对其造成损害。

充电器能够测量的 ΔV 值取决于所使用的微电路，或者更确切地说，取决于内置的模数转换器的容量，该转换器将电压转换为数字代码。在TEA1101芯片中，位数为12，提供了绝对电压值0,025%的离散度。这对于两种类型的电池来说都足够了，而例如 TEA1100 芯片只有一个 10 位 ADC，其精度仅足以与 Ni-Cd 电池配合使用。

“智能”充电器示意图如图1所示。 XNUMX. 所有元件的位置名称均符合制造商的方案。

TEA1101 芯片上的镍镉和镍氢电池充电器

该器件的基础是专用的 TEA1101 (DA1) 微电路。微电路的电源电压将 VT3VD4R6R7 稳定器稳定在 8 V 的水平，但在高达 11,5 V 的电压下仍保持工作状态。与电池充电电流成比例的电压从电流传感器 - 电阻器 R5 提供到微电路的输入 IB（引脚 4），该电压与分别由电阻器 R13 和 R12 确定的加速和保守充电电流的预设值进行比较。如果充电电流偏离设定值，AO（引脚2）的模拟控制输出处会出现控制电压，如果充电器中使用线性稳压器，则该电压会提供给控制晶体管，由控制晶体管进行校正。然而，TEA1101 芯片具有内置脉冲宽度调制器，因此具有 PWM 输出（引脚 1）。

充电电流的脉冲调节具有SHI调节器相对于线性调节器的所有优点——更高的效率、调节元件的低功耗等。所述充电器完全基于SHI调节原理而构建，并且模拟信号通过两色HL4 LED馈送到控制单元VT16R18-R2，其颜色和亮度可以大致判断充电电流。红色 LED 发出最亮的光意味着电池正在快速充电（晶体管 VT4 处于最大开路状态）。从红色到橙色到绿色的平滑过渡表明调节电压降低并覆盖调节元件。从转换到保守充电模式的那一刻起，就会发出明亮的绿色光芒。

不幸的是，这样的指示不允许您准确确定何时达到充满电。然而，TEA1101 芯片有一个特殊的 LED 输出（引脚 15）用于驱动 LED。该 LED (HL1) 在不同的充电阶段表现不同，从而提供有关充电器中发生的过程的完整信息。如果 LED 不亮或发光非常弱，则它可能会以低亮度水平脉动，电池未连接到充电器。持续明亮地闪烁 - 电池加速充电。明亮闪烁 - 电池已充满电。如果第一次启动时的报警与充电结束时的报警相同，则电池很可能出现故障且无法恢复。当然，在所有这些情况下，您还应该注意两色 LED，它的发光表明充电是否真正进行。

最初，工业设备设计用于为蓄电池或由两个或三个蓄电池组成的电池充电，容量为 600...700 mAh。然而，该设备可以进行简单的改进，从而显着扩展其功能。事实上，充电器的所有参数都可以通过选择适当的元件和电源电压来设置。

快充模式的电流由公式计算

lfast = R8 Uref/(R4 R13) = 3,9 10³ 1,25/ /(0,27 27 10³) = 0,669A,

其中 Uref = 1,25 V 是输出 Rref（引脚 10）处的参考电压。

保守充电电流

lnorm \u0,1d 8R4 Uref / (R12 R0,1 P) \u9d 10x x Z.XNUMX XNUMX³ 1,25/(0,27 6,2 10³ 4) = 0,073 安，

其中P为乘数，其值由连接TEA8芯片的引脚1101（PR）决定。当该引脚连接到微电路的引脚6（Us）时，P≤1，如果连接到引脚16（GND），则P≤4，当该引脚未连接时，P≤2。

由此可见，从上述关系式可以看出，如果接上不同阻值的电阻来代替R8，就可以对电池以及各种容量C的电池进行充电。图1显示了快速和保守充电模式下电阻R8和电流的计算值。

TEA1101 芯片上的镍镉和镍氢电池充电器

另外，为了给大量电池充电，应改变微电路UAC输入端（引脚14）处的电阻分压器R15R7的传输系数。在表中。图2显示了包含一到六节电池的六种电池选项。考虑到容量为1000…1200mAh的电池的最大快速充电电流应约为1A，调节元件和两个二极管两端的压降约为2,5V，对由四节或更多电池组成的电池充电时所需的电源电压，我们选择18V。

TEA1101 芯片上的镍镉和镍氢电池充电器

该设备的修改版本的方案如图所示。 2.

TEA1101 芯片上的镍镉和镍氢电池充电器

对提供一种或另一种充电电流所需的最低电源电压的评估是非常近似的，但随后的实验表明了计算的正确性。

文学

与 Ladecontroller TEA1101 一起使用 NC-Akkuwerzeuge 的装载站。 -《Funk Amateur》，2000 年，第 2 期，第 164 页167-XNUMX。
镍镉电池“智能”充电器。 - 广播，2001 年。第 1.S.72 号。
Grigoriev B. 电池快速充电算法。 - 广播，2001 年，第 8 期，第 38 页。 XNUMX.
Boshboom W. TEA1101 充电管理下的电池充电特性。报告编号：NPO/AN9301。
Ni-Cd 和 Ni-MH 充电器的电池监视器。飞利浦半导体 - 初步规范。十二月1992年。
智能镍氢电池和镍镉电池。 - 无线电电子音频高保真视频，1998 年，第 7-8 期。 s。 21-26。

作者：V.Golutvin，乌克兰利沃夫

查看其他文章 部分充电器、电池、原电池.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

Flex ATX 500 W 80 Plus 白金电源 23.04.2020

全汉宣布推出 Flex ATX 500 W 80 Plus Platinum 电源，专为英特尔 NUC（下一代计算单元）小型计算机设计，属于新形成的计算元素类。

新颖性（型号 FSP500-30AS）通过了 80 Plus Platinum 认证，表明能效高。功率为 500 瓦。

该电源专为 Ghost Canyon 一代的 NUC 计算机而设计。这是一款非常高效的设备，适用于游戏，包括游戏。 Ghost Canyon 的一大特色就是可以更换显卡。基础是第九代英特尔酷睿 i9、酷睿 i7 或酷睿 i5 处理器。

Flex ATX 500 W 80 Plus Platinum 的冷却系统使用了一个据称即使在满载情况下也比 40 dB 安静的风扇。

实现了各种安全功能，包括 OVP（过压保护）和 OCP（过载保护）系统。

其他有趣的新闻：

▪ PANASONIC VCR 的终结

▪ 使用香菇酶染发

▪ 来自 Mean Well 的抗危机 LED 驱动器 FDL-65

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 文章能源危机及其人口和社会后果。安全生活的基础

▪ 文章现代大象分为多少种？详细解答

▪ 文章教育单位秘书（调度员）。职位描述

▪ 文章声卡的负载开关。无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章该卡片出现在任何卡片堆中。焦点秘密

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论