Popis obvodu U2407B. Funkce integrovaného obvodu U2407B

Transkript

1 ASICenrum s.r.o. Novodvorská 994, Praha 4 Tel. (02) , Fax: (02) , info@asicenrum.cz ========== ========= ======== ======= ====== ===== ==== === == = Popis obvodu U2407B Funkce inegrovaného obvodu U2407B Obvod je co do funkce podobný obvodům U2402,05. Není s nimi ale pin o pin kompaibilní. Má zabudovánu fázi předformáovací, nemůže nabíje pouze jeden článek a nemá fázové řízení riaku nebo yrisoru. Navíc má rozšířenou indikaci průběhu. Činnos obvodu je založena na sledování průběhu nabíjecí křivky - viz. obr.2, kde jsou aké zachyceny jednolivé fáze,.j. předformáování, rychlé, koncové dobíjení a udržovací. Obvod obsahuje několik hlavních bloků, keré zajišťují správnou činnos nabíječky. Pokusím se popsa jednolivé vývody ve spojiosi s ěmio bloky. Na obr.1 je blokové schéma obvodu U2407B. Charakerisika a paramery Napájecí napěí obvodu Pouzdra Konrola podle -du Konrola podle +d 2 U/d 2 Výkonový prvek na čipu Fázové řízení exerního spínacího prvku Úvodní předformáování pro úplně vybié články Základní rychlé Koncové dobíjení Udržovací Časové omezení Konrola eploy čipu Konrola eploy akumuláoru Možnos jen 1 článku Vybíjení Indikace U2407B 8 až 26 V PDIP16 zrychlené pulzní pulzní pulzní možné exerní 4 x LED Tab.1 Charakerisika obvodu U2407B 1

2 Uref Osc LED1 LED2 LED3 LED4 Vref 6.5 V/10mA Osciláor Indikace Vyhodnocení procesu Tes Ou Výsup pro ovládání ex. zdroje nabíjecího proudu Řídící jednoka A/D převodník "Power on conrol" Konrola Vba 0.1 až 4V, RESET Uba Udd Gnd napájení 8 až 26 V 160 mv Komparáor Začáek měřicí fáze nabíjecího cyklu OPo OPi p Obr.1 Blokové schéma U BAT Připojení akumuláoru Konec rychl. nabíjeni. Bez řízení -dv Předformáování 1.6V -dv +d 2 V/d 2, -dv Koncové dobíjení 1/4 I CH Udržovací 1/256 I CH Rychlé - I CH I RB1 1 =5min Obr.2 Nabíjecí křivka a fáze 2 =20min 2

3 Vývod Uba Teno vývod má dvě funkce. Jednak je určen k měření napěí na nabíjeném akumuláoru, jednak umožňuje rese obvodu. K omuo vývodu je uvniř připojen 10-i biový analogově-digiální převodník (dále jen AD převodník). Teno AD převodník průběžně snímá napěí na nabíjeném akumuláoru. Výsledky měření předává řídícímu bloku, kerý je zpracovává a řídí činnos dalších bloků. Na AD převodník jsou kladeny relaivně vysoké nároky. Rozlišovací schopnos je 6,5mV, což je nuné pro správné rozpoznání změn napěí na nabíjeném akumuláoru. Maximální napěí, keré je AD převodník schopen zpracova je 4V. Dále je na vývod Uba v obvodu připojena deekce akumuláoru,.j. obvod nespusí pokud napěí na omo vývodu nebude věší než 0,1V. Jesliže naopak napěí na vývodu Uba překročí 5V (nebo poklesne pod 0,1V) je generován rese obvodu a obvod se uvede do klidového savu. Teno sav je indikován blikáním LED1. Obvod servá v omo savu, dokud se na Uba neobjeví napěí v rozmezí 0,1-4V. Z ohoo je parné, jakým způsobem lze k obvodu připoji vybíječku, kerá musí zajisi následující funkce:!"po dobu vybíjení generova napěí věší než 5V do vývodu Uba!"hlída konečnou mez vybií akumuláoru, po dosažení éo meze přeruši vybíjení a generaci napěí 5V!"vybíje zvoleným proudem Po zrušení generace napěí 5V nabíječka okamžiě zahájí nabíjecí cyklus. Obvod U2405 má ve svém algorimu zahrnuou i fázi předformáování. Ta se akivuje pouze ehdy, pokud je po připojení nabíjeného akumuláoru napěí na vývodu Uba menší než 1,6V. Předformáování spočívá v om, že do akumuláoru eče jen malý sejnosměrný proud, v našem případě určený hodnoou rezisoru označovaného ve schemaech jako RB1 (R23 u komforní nabíječky). V okamžiku, kdy napěí na vývodu Uba překročí hodnou 1,6V, předformáování končí a začíná fáze rychlého. Pokud napěí na vývodu Uba nedosáhne hodnoy 1,6V Rychlé Koncové dobíjení p (charge break) Udržovací 5.12 s 5.12 s s Obr.3 Nabíjecí cykly (fosc = 800 Hz) 1310 s 2.56 s 40 ms 10 ms během desei minu, začne blika LED1 a obvod servává v omo savu. (To je aké důvod, proč s ěmio obvody nelze nabíje jen jeden článek.) Pokud by došlo po desei minuách ke zvýšení napěí nad 1,6V obvod přejde do fáze rychlého. Po rozpoznání konce se spusí fáze koncového dobíjení. Ta je ukončena buď po 20 minuách nebo v okamžiku, kdy obvod rozpozná pokles napěí. Poom obvod již jen udržuje akumuláor v nabiém savu malým konzervačním proudem (při základním nasavevení fosc = 800Hz jeden dobíjecí puls jednou za 1310 sekund). Průběhy nabíjecích cyklů jsou znázorněny na obr 3. 3

4 Vývod Teno vývod je uvniř obvodu připojen na komparáor (blok Komparáor na obr.1). Výsup komparáoru řídí činnos nabíječky. Obecně plaí, že pro normální činnos nabíječky musí bý napěí na omo vývodu věší než napěí na vývodu a menší než 4V. Pokud se napěí na vývodu dosane mimo povolenou mez, okamžiě končí. Obvod přejde do udržovacího režimu, ve kerém zůsává i když se napěí na vývodu vráí do povolených mezí. Z ohoo savu lze obvod dosa pouze generováním signálu rese. Teno vývod se používá pro hlídání eploy nabíjeného akumuláoru, což lze vřele doporuči, neboť cena ermisoru je malá, ale hlavně, pokud obvod z nejrůznějších příčin nepozná konec, bude neusále nabíje plným proudem, akumuláor se začne zahříva a hrozí exploze nabíjeného akumuláoru se všemi důsledky. Vývod Na vývodu se nasavuje odporovým děličem dolní mez napěí komparáoru, viz. vývod. Vývod OPi Vsup operačního zesilovače. Teno zesilovač je použi jako komparáor pro řízení zdroje proudu pro nabíjený akumuláor. Komparáor porovnává napěí na vývodu OPi s vniřní referencí 160mV. Jinými slovy řečeno, zdroj proudu pro nabíjený akumuláor je řízen ak, aby úbyek napěí na rezisoru Rsh (R9 u komforní nabíječky) (určen ke snímání nabíjecího proudu) byl vždy právě 160mV. Změnou hodnoy rezisoru Rsh (R9) můžeme edy voli nabíjecí proud podle následujícího vzahu: Inab = 0,16 / Rsh [A,-,ohm] Vývod OPo Výsup operačního zesilovače, viz. vývod OPi. Teno vývod řídí zdroj proudu pro nabíjený akumuláor. Vývod Vref Na omo vývodu je k dispozici sabilizované napěí cca 6,5V. Z vývodu lze odebíra proud až 10mA. Vývody LED1, LED2, LED3, LED4 Tyo LED diody indikují jednak provozní a jednak chybové savy. Přiznáváme, že podle firemních podkladů je popis funkce ěcho diod dos nepřesný nebo nejasný a proo uvádíme výsledky našich měření v abulce 2. U2407 Sav akumuláoru LED1 (červená) LED2 (zelená) LED3 (modrá) LED4 (žluá) předformáování nesvíí nesvíí bliká nesvíí rychlé nesvíí nesvíí bliká nesvíí koncové dobíjení nesvíí svíí nesvíí svíí udržovací dobíjení nesvíí svíí nesvíí nesvíí rese nebo zkra bliká nesvíí nesvíí nesvíí eploa mimo rozsah před vložením akumuláoru nesvíí nesvíí nesvíí nesvíí eploa mimo rozsah v průběhu bliká nesvíí nesvíí nesvíí předformáování delší než 10 min., Uba<1,6V bliká nesvíí nesvíí nesvíí Tab.2 Indikace průběhu Vývod Osc Vývod pro připojení RC členu osciláoru. Nominální kmioče je 800 Hz. Kmioče je řeba nasavi podle nabíjecího proudu a kapaciy nabíjeného článku. Plaí (C=kapacia článku, Inab je nabíjecí proud): fosc=inab/c*800 [Hz, ma, mah] 4

5 Vývod p (Charge break) Indikuje začáek fáze, kdy je přerušeno kvůli měření napěí na nabíjeném akumuláoru. Vývod jde na úroveň blízkou napájecímu napěí asi 40ms po ukončení nabíjecího cyklu (~18s) a servá na ní asi 10ms. Vlasní měřicí sekvence napěí na vývodu Uba nasavá až po uplynuí doby 1,28s po skončení nabíjecího cyklu a rvá 1,28s (viz éž obr. 3). Časy plaí pro kmioče osciláoru 800 Hz. Vývod Tes Funkci neznáme. Pravděpodobně vsupně/výsupní vývod používaný při esování obvodu. Gnd 1 16 Ou LED LED4 LED Udd OPo 4 13 Uref OPi 5 12 Osc 6 11 Tes 7 10 LED1 p 8 9 Uba Obr. 4 Obvod U2407 v pozdře PDIP18 5