LTC3586: Charger + DCDC

Возникла у нас как-то задача использовать в одном из проектов новый контроллер заряда литий-ионных аккумуляторов взамен снятого с производства. Да не просто зарядник, а еще и с кучей источников питания с разными напряжениями. А ведь любому электронщику известно, что новый чип — это новые грабли, новые шишки, новые ерраты. И чтобы не было мучительно больно — сначала решили сделать тестовую платку. ну а раз все равно тестить, то почему бы и не сделать этот проект открытым, заложив туда максимальную гибкость? И вот что из этого получилось:




Это присланные китайцами образцы. Стандартная заготовка 5х5см вмещает две платы. Аккуратно разрезав их по линии, получаем две заготовки, готовые к сборке:


Все комплектующие были заказаны заранее, платы и детали пришли к нам буквально с разрывом в несколько дней, поэтому спустя пару часов у нас уже была вот такая красавица:



Некоторое время было потрачено на вылавливание багов и перечитывание PDFов. Обычная магия — второе прочтение пдфки позволяет найти фразы, которых явно не было при первом прочтении, иначе я не сделал бы тех тупейших ошибок, которые таки оказались в первой версии.

К счастью, ничего резать не пришлось, буквально пара перемычек и навесных компонентов исправили ситуацию. И вот уже плата весело моргает синеньким, в цвет платы, светодиодиком:



В процессе отладки был спаян близнец:



И теперь я с чистой совестью передаю эти платы программистам, которые будут писать драйвер для GasGauge.

Ну а теперь, когда с лирикой закончено, расскажу немного про внутренности.


В качестве главного компонента использован PMIC от Linear LTC3586 в паре с Gas Gauge LTC2942. Итого мы имеем на одной плате зарядку аккумулятора, четыре (!!!) разных источника питания, как понижающих, так и повыщающих, и измеритель заряда, оставщегося в аккумуляторе, рапортующего микропроцессору по I2C. Все конфигурируемые пины имеют места для запайки перемычек либо для управления снаружи платы, как кому удобнее. Все это втиснуто на крохотную платку, имеющую USB-разъем и ножки для установки на Breadboard или напрямую в ваш дизайн:



Компоненты не то чтобы очень легко монтируемые, но ничего сверхестественного, SMD 0603 минимум. В окончательном дизайне будут стоять 0201, там уже без микроскопа не подберешься:




Теперь о приятном. Плат было сделано предостаточно, а нам реально нужно всего несколько штук, поэтому я готов поделиться платами за какие-нибудь абстрактные шоколадки. Сорри, почтой переслать не смогу, ибо я ненавижу нашу почту, а вот вынести плату челувеку, приехавшему к моему офису — без проблем. Киев, м.Шевченко.

Второе приятное: обе микросхемы можно заказать у Линеаров в качестве семплов.

Остальные компоненты покупаются, например, на Диджикее, для этого к проекту был сгенерен BOM c DigikeyID для всех использованных компонентов. Его можно бросить на Диджикей и вам пришлют коробочку со всеми детальками.

Ну и для желающих я могу прислать герберы с рисунком платы. В открытый доступ герберы не выкладываю, ибо китайцы — такие китайцы.
  • +2
  • 20 декабря 2013, 19:00
  • Delsian

Комментарии (17)

RSS свернуть / развернуть
А пожалуйста, спрячьте под кат.
Извините.
0
  • avatar
  • EW1UA
  • 20 декабря 2013, 20:03
Gas Gauge LTC2942
А что это такое? Монитор тока через батарейку?

Вообще, напиши подробнее про микросхемы. Что умеют, как используются, все такое. Для «силовой электроники» такой заметки явно недостаточно.
открытый доступ герберы не выкладываю, ибо китайцы — такие китайцы.
Вот какая разница, если платы все равно тестовые, излишки раздаются за шоколадки и все такое? Тем более что у китайцев эти герберы уже есть. И BOM выложи.
0
  • avatar
  • Vga
  • 21 декабря 2013, 01:13
А что это такое?
Я тоже немного удивлён этим термином, но как оказалось, он вполне широко применяется.
parametric.linear.com/Battery_Gas_Gauges
www.ti.com/lsds/ti/power-management/battery-fuel-gauge-products.page
www.maximintegrated.com/products/power/battery-management/battery-fuel-gauges/
www.st.com/web/catalog/sense_power/FM142/CL848/SC274/PF255271
Индикатор, монитор, контроллер, контролёр уровня заряда, по аналогии с указателем уровня топлива в баке.
0
Очень интересная микруха — абсолютный минимум обвеса, даже измерительный резистор встроен, ток-напряжение меряет, заряд считает… Жаль только дров под Линукс нету, а то бы не задумываясь пихнул в свой девайс, у меня PMIC тоже только заряжать умеет. Пока заложил DS2782, но там обвязки побольше требуется.
А вообще не понятно, почему этот функционал не встраивается в PMIC? Подразумевается, что оно должно жить не в девайсе на материнке, а в батарее?
0
Подразумевается, что оно должно жить не в девайсе на материнке, а в батарее?
Да, наверняка. Оно же не просто датчик тока-напряжения, а еще и интегрирует собранные данные. А при смене батарейки они все станут неактуальны и даже при ее возвращении их придется собирать заново.
0
На самом деле — нет. Данные собирает микропроцессор, поэтому поэтому любая смена батареи обнулит. Или вести лог для каждой батареи отдельно. Но в любом случае ставить такое на батарею бессмысленно.
-1
На самом деле, да — детальное изучение даташита на DS2782/2786 показало, что как раз от хоста оно никак не зависит, вся логика внутри (самые важные данные даже постоянно сохраняется в EEPROM). Более того, логика ухода в сон при пропадании подтяжки по SCL/SCK и корректировка характеристик аккумулятора в зависимости от показаний встроенного термодатчика, красноречиво говорит, что микруха предназначена для установки внутрь сменной батареи.
Впрочем, LTC-ка внутри действительно заметно проще (зато у ней есть мега-фича в виде вывода Alert).
0
А не могли бы уважаемые знатоки посоветовать микросхему — контроллер заряда/источник питания с одним выходным напряжением? Параметры такие — напряжение заряда 5В 0,5А (от USB), один Li-Ion аккумулятор, напряжение на выходе 5В ток максимум 1,5А.
Такие напряжения и ток нужны для питания цепочки «умных» светодиодов WS2812, в течении непродолжительного времени.
Существующее решение на связке MCP73831T и МАХ770 дороговато получается… (Или может правильнее использовать повышающий DC-DC и схему с мощным внешним ключём?)
Я искал еще и тут www.linear.com/products/Battery_Charger_Plus_DC-DC но там нету повышающих DC-DC.
0
При повышающем ты будешь бегать по граблям с КПД. Проще поставить две банки и понижающий DCDC
0
Да, на грабли с КПД я уже наступил. Корпус неразборный, для двух банок нужен балансирующий зарядник… Так-то оно конечно от 2-х банок отлично работает.
0
Рекомендую: www.aliexpress.com/item/Free-Shipping-5pcs-7-2V-8-4V-output-bunches-lithium-protection-board-18650-battery-protection-board/1277154155.html
Купил себе про запас и проблем не знаю.
0
Хм… Да, кстати, нормальное решение, спасибо! Закажу :-) Рейтинг не позволяет Вам "+" поставить…
А со стороны заряда — специализированный источник тока (типа MCP73213) или простой регулятор тока/напряжения?
0
Обычный блок питания на 9-12 вольт
0
Это только защита, нужен контроллер зарядки. Если заряжать от чего попало… Ну, может, какое-то время оно и будет работать, отключаясь защитой по перезаряду банок, но долговечность аккумуляторов от такого заряда очень сильно страдает.
В принципе, балансирующий зарядник несложно сделать на МК с АЦП. Все, что нужно — поддерживать режим (ток заряда 0.5-1С и напряжение 4.2В*кол-во_банок, разделять на фазы CV/CC незачем, по сути нужен источник напряжения с ограничением тока) и контролировать ток через батарейку, отключая заряд при его падении до 10% от начального. Для балансира нужно замерять напряжение отдельно на каждой банке и к той банке, где оно в процессе зарядки окажется выше подключать разрядный резистор до тех пор, пока напряжения не уравняются. Опционально можно добавить предзаряд — заряжать батарею током порядка 10% номинального, если напряжение на ней менее 3В до тех пор, пока до этих же 3В не зарядится.
Также можно сделать его на чисто аналоговой базе. Стабилизатор напряжения с ограничением тока плюс по параллельному стабилизатору на 4.2В параллельно каждой банке. Слежение за током можно сделать на ОУ. Ну или примерно так.
0
Это только защита, балансировки там AFAIK нет. В лучшем случае отключит всю батарейку от зарядника при перезаряде одной из банок выше порога. Хотя китайцы подобные батарейки без балансировки используют. И даже не только китайцы — скажем, батарея аккумуляторного Dremel 800 состоит из трех литиевых банок без балансировки.
0
Такие девайсы, в принципе, есть готовые у китайцев. Powerbank'и для мобильной техники. Зарядка от USB, на выходе все тот же USB. Вроде бывают в некоторых магазинах и только платки для них.
0
Да, балансировки нет, но в некоторых случаях это не имеет значения — стоимость нового комплекта аккумуляторов окупается гораздо быстрее чем аккум в устройстве выходит из строя. Конечно можно нагородить контроллер заряда на МК, но это уже по ходу действия… В принципе, конечно, если в устройстве есть МК и он не особо загружен — почему бы и не сделать контроллер заряда на нем. Подумаем :-)
Про платки для powerbank«ов интересно! Поискал — нашел такие, надо будет тоже купить несколько на пробу.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.