Gestione batterie con LTC1325

LTC1325 prodotto da Linear Technology è un componente in grado di eseguire, con l’ausilio di un microcontrollore, la ricarica, il condizionamento ed il controllo della capacità residua di batterie appartenenti alle più diverse tecnologie, dalle Ni-Cd alle Li-Ion.

In questo articolo, dopo una trattazione introduttiva sulle diverse tipologie di batterie ricaricabili e sulle tecniche di ricarica, vedremo come utilizzare in pratica questo componente. Un’avvertenza molto importante riguarda il pericolo di sovraccarico delle batterie: in questa evenienza all’interno della cella è prodotto gas con una velocità maggiore di quella con cui viene normalmente ricombinato. Ciò provoca un aumento di pressione nella cella e la conseguente apertura di una valvola di sicurezza con perdita irreversibile di capacità, ma nei casi più gravi si può verificare persino l’esplosione della cella stessa! è imperativo accertarsi presso il produttore della batteria delle condizioni di ricarica della stessa, ed utilizzare i sistemi di terminazione della ricarica più idonei per evitare tali pericoli.

Tipologie  di batterie e tecniche di ricarica

La diffusione di dispositivi mobili in particolare nei settori delle comunicazioni, dei dispositivi multimediali e dei PC, ha comportato lo sviluppo di sistemi di batterie ricaricaribili (o meglio, accumulatori) con prestazioni sempre migliori in termini di capacità erogabili e di tempi di ricarica. Negli anni si sono andate via via diffondendo diverse tecnologie di batterie ricaricabili, le più comuni delle quali sono le seguenti:

■  1-Ni-Cd: batterie al nichel-cadmio;

■   2-Ni-MH: batterie al nichel-metallo Idrato;

■  3-SLA (Sealed Lead Acid): batterie al piombo sigillate;

■  4-Li-Ion: batterie agli ioni di litio;

■  5-Li-Poly: batterie litio-polimero.

Nella tabella 1 sono riportate alcune delle caratteristiche distintive delle categorie suddette di batterie.

Tabella 1: caratteristiche delle più comuni batterie ricaricabili

Tabella 1: caratteristiche delle più comuni batterie ricaricabili

Si noti che l’unità C corrisponde alla capacità nominale in Ampere-ora di una batteria. Ad esempio una corrente pari a C/10 per una batteria da 1.500 mA-h corrisponderà a 150 mA. Attualmente le batterie SLA sono relegate ad usi particolari (ad esempio negli UPS) a causa del loro peso elevato, mentre le batterie al Ni-Cd sopravvivono in certe applicazioni, come nel modellismo, grazie alla loro capacità di erogare correnti di scarica molto elevate. Nel seguito esamineremo pertanto i metodi di ricarica delle sole batterie Ni-MH ed al Litio.

Tecniche di ricarica: standard, quick e fast

Le tecniche di ricarica delle batterie sono distinguibili in base ai tempi di ricarica in tre categorie:

■  1-Standard: richiede circa 16 ore;

■  2-Quick: circa 5 ore;

■  3-Fast: da 2 a 3 ore.

Applicazioni come telefoni cellulari e PC portatili, sono tipiche dei sistemi di ricarica fast, mentre apparati come telefoni cordless e piccoli UPS utilizzano solitamente una ricarica standard. Le tecniche di ricarica diventano via via più complesse passando dalla standard alla fast, ciò perché è necessario evitare il  rischio di sovraccaricare la batteria. Tale rischio aumenta all’aumentare della corrente di ricarica, necessario per diminuire  i tempi di ricarica. Nel seguito analizzeremo alcuni metodi di ricarica avanzati per le batterie Ni-MH ed al Litio. Un’avvertenza importante: solo le batterie progettate per le ricariche quick e/o fast possono essere sottoposte a tali tipi di ricarica, pena il pericolo di deteriorarle con effetti anche distruttivi!

Ricarica delle  batterie Ni-MH

Le batterie nichel-metallo Idrato hanno sostituito in quasi tutte le applicazioni le più vecchie batterie al nichel cadmio, afflitte dal noto effetto memoria (se sovraccaricate più volte, la tensione di cella diminuisce di circa 150 mV, il che porta a ricaricarle più del necessario). Alcuni dei pro delle batterie al Ni-MH sono i seguenti:

■ densità  di energia più elevata rispetto alle Ni-Cd ed alle SLA;

■  ricaricabili con tassi tra 0.1C ed 1C ed oltre;

■  hanno un profilo di scarica piatto (la tensione di cella si mantiene intorno agli 1.2V nominali per oltre il 70% della scarica).

Fra i contro menzioniamo:

■  1-un tasso di scarica a vuoto elevato (1%/die o più);

2-molto sensibili al sovraccarico, anche con una ricarica standard;

■  3-un campo di temperature per la ricarica più ristretto rispetto alle Ni-Cd.

La ricarica veloce (quick) delle batterie al Ni-MH richiede circa 5 ore a batterie inizialmente completamente scariche. Un possibile algoritmo per la ricarica è il seguente:

■  1-si applica una tensione di ricarica pari a 1.60 V;

2-carica veloce a 1/3C per 120-160 minuti, terminata tramite timer; terminazione secondaria della ricarica veloce quando la temperatura delle celle, TCO, raggiunge i 40°C (si veda la tabella 2);

■  3-carica di completamento a 1/10C finché la tensione di cella VCELL non raggiunge gli 1.5V;

■  4-carica di mantenimento a 1/40C per compensare la scarica a vuoto dell’1%/ die, senza nessuna terminazione. Con la ricarica rapida (fast) è possibile ottenere il 90% della capacità totale della batteria entro un’ora ed il 100% entro 2.5/3 ore.

Una possibile sequenza di ricarica fast è la seguente:

■  1-si applica una tensione di ricarica pari a 1.80 V;

2-carica ad 1C nella fase iniziale: alla fine di questa fase la batteria possiederà tra il 90 ed il 95% della capacità totale. La terminazione di questa fase è particolarmente critica: vedremo nel seguito i metodi più usati per stabilire il punto ottimale;

■  3-carica di completamento a 1/10C per un’ora. Alla fine di questa fase la batteria avrà raggiunto il 100% di capacità;

4-carica di mantenimento a 1/40C per compensare la scarica a vuoto dell’1%/die, senza nessuna terminazione.

Come accennato, esistono diversi metodi utilizzabili per stabilire  il momento in cui è necessario terminare la fase a corrente 1C della ricarica: nella tabella 2 sono riportati i più usati per le batterie Ni-MH.

Tabella 2: metodi di terminazione della fase a corrente elevata nella ricarica delle batterie Ni-MH.

Tabella 2: metodi di terminazione della fase a corrente elevata nella ricarica delle batterie Ni-MH.

In figura 1 sono riportati la tensione e la temperatura di una batteria Ni-MH in funzione della capacità di ricarica immessa.

Figura 1: tensione e temperatura di batterie Ni-MH durante la ricarica, Tamb=20 °C.

Figura 1: tensione e temperatura di batterie Ni-MH durante la ricarica, Tamb=20 °C.

Un possibile algoritmo per la ricarica fast è il seguente:

1-carica ad 1C nella fase iniziale: alla fine di questa fase la batteria possiederà tra il 90 ed il 95% della capacità totale. Il metodo primario per la terminazione di questa fase è la rilevazione della velocità della variazione di temperatura ∆T/∆t; il metodo secondario può essere quello del –∆V. Ancora, è molto semplice implementare un terzo metodo di sicurezza basato sul TCO: ad esempio la fase può essere terminata se la temperatura della cella supera i 60 °C;

■  2-carica di completamento a 1/10C per un’ora. Alla fine di questa fase la batteria avrà raggiunto il 100% di capacità;

3-carica di mantenimento a 1/40C per compensare la scarica a vuoto dell’1%/die, senza nessuna terminazione.

Le batterie Ni-MH possono presentare, a seconda della condizione di carica, un rimbalzo della tensione di cella nei primi minuti della ricarica: ciò potrebbe essere interpretato dal caricabatteria come un – V comportando così la terminazione anomala del ciclo di ricarica. Per tale motivo si consiglia di disattivare il controllo di terminazione nei primi 5 minuti di ricarica.

Ricarica delle  batterie al litio

Le batterie agli Ioni di litio (Li-Ion) sono le più recenti tra le tipologie di batterie ricaricabili che abbiamo visto. Le loro caratteristiche le hanno fatte rapidamente preferire alle altre nella maggior parte delle applicazioni, specie in quelle dove sono necessari frequenti cicli di carica/scarica come i telefoni cellulari ed i PC portatili. Ancora più di recente, le batterie ai polimeri di litio (Li-Poly o LiPo) hanno ulteriormente migliorato le prestazioni delle batterie basate sul Litio. Tra i pro delle batterie al Litio annoveriamo:

■  densità di energia molto elevata;

■ un’eccellente durata di servizio (capacità pari all’80% della nominale fino a 36 mesi);

■  tensione di cella elevata (3.6-3.7 V) il che permette di alimentare molti apparati con una sola cella, eliminando  il pericolo di sbilanciamenti tra più celle tipici delle batterie;

■  scarica a vuoto molto ridotta (0.3%/die o minore);

■ facilmente  sagomabili  in forme rettangolari, particolarmente le Li-Poly.

Tra i contro tuttavia vi sono:

■  molto sensibili al sovraccarico, con rischio anche di esplosione;

■ è necessario un controllo della tensione di ricarica molto preciso (1% o migliore).

Le batterie al Litio sono ricaricate a tensione costante, anziché a corrente costante come le batterie Ni-MH: più precisamente è necessario usare un regolatore di tensione limitato in corrente. Si noti che nella nomenclatura di Linear, è usata la definizione ‘potenziale costante’ (CP) anziché quella di tensione costante. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, la ricarica fast delle batterie al Litio è concettualmente più semplice di quelle basate sul nichel. Nella fase iniziale, una batteria al litio quasi completamente scarica tende ad assorbire una corrente molto elevata: sarà necessario allora, sia per salvaguardare la batteria che il caricabatteria, limitare il valore di tale corrente, generalmente ad 1C. Denominiamo questa come ‘fase a corrente limitata’. Nella fase successiva, la cella/batteria al litio inizierà, se alimentata con una tensione costante, ad assorbire una corrente via via più bassa finché non risulterà completamente carica. Questa è la fase cosiddetta a tensione costante, nella quale la tensione di ricarica è pari a 4.10 o 4.20 ±0.05 V a seconda del produttore della batteria. è allora sufficiente utilizzare un timer per la terminazione della carica. Si noti che i pacchi di batterie che contengono più di una cella sono sempre provvisti di circuiti per il controllo della carica delle singole celle e di componenti di sicurezza (come termistori e/o interruttori termici) per evitare il sovraccarico. In definitiva, un algoritmo per la ricarica delle batterie al litio potrà essere il seguente:

1-temperatura di carica: tra 0 e 40 °C;

2-tensione di carica 4.10 o 4.20 ±0.05 V;

■  3-corrente di carica 1C;

■  4-tempo di ricarica 2.5 ore:

■  5-terminazione al raggiungimento di una corrente minima, ad es. 1/100C;

6-terminazione secondaria della carica tramite timer.

Eventualmente si può aggiungere un terzo metodo di terminazione basato su una TCO massima.

Caratteristiche e utilizzo di LTC1325

Vediamo le caratteristiche principali di LTC1325:

■  supporta una tensione di alimentazione VDD compresa tra 4.5 e 16 V, adatta a caricare fino a 8 celle Ni-Cd/Ni-MH in serie;

■ ricarica  la batteria tramite un regolatore switching del tipo step-down (o buck) per garantire alta efficienza e bassa dissipazione di potenza. Ricordiamo che un regolatore di questo tipo for nisce una tensione di uscita non superiore a quella di alimentazione:

Vu = (Duty Cicle)*VDD;

■  regola la corrente di ricarica tramite un generatore PWM a 111 KHz programmabile;

■  comprende i  componenti necessari per realizzare un caricabatteria ‘intelligente’: un timer programmabile, un convertitore ADC a 10 bit, un circuito per la rilevazione di malfunzionamenti, una tensione di riferimento a 3.072 V per alimentare dei sensori esterni di temperatura ed altro;

■  comunica con un microprocessore tramite un’interfaccia seriale sincrona a 2 o 3 fili, più un segnale di Chip Select (CS);

■  può scaricare la batterie per effettuarne il ricondizionamento;

■  include circuiti per il  controllo cellla capacità della batteria (Gas Gauge).

Il loop di regolazione di corrente funziona come segue: il voltaggio  ai capi del resistore Rsense in serie alla batteria viene mantenuto uguale a quello di un generatore programmabile VDAC. In aggiunta  il Duty Ratio (da non confondere con il duty cycle del PWM, che è regolato automaticamente) con cui il PWM alimenta l’uscita PGATE è anch’esso programmabile per ridurre la corrente media di carica. In definitiva la corrente media di carica sarà data da:

VDAC può assumere  i valori di 18, 34, 55 o 160 mV, mentre il Duty Ratio può essere pari a 1, 1/2, 1/4, 1/8 o 1/16. Quindi, con un solo valore per Rsense abbiamo a disposizione 20 possibili valori della corrente di carica.

Tecniche per la terminazione della  carica

LTC1325 permette di implementare tutte le più comuni tecniche di terminazione della carica, alcune delle quali sono state esposte nel paragrafo dedicato alle batterie Ni-MH. Il suo ADC possiede 5 ingressi multiplexati utilizzabili a questo scopo. Mediante l’uso di termistori è infatti in grado di rilevare la temperatura della batteria TBAT  e la temperatura ambiente TAMB, inoltre può rilevare la tensione di cella VCELL. Mediante l’ausilio del microprocessore, si può tenere conto del tempo trascorso per poter così usare le tecniche di terminazione più sofisticate, come quelle basate sulla misurazione di ∆T/∆t ed altre. LTC1325 può controllare la temperatura della batteria e la tensione di cella per rilevare malfunzionamenti, interrompendo così la carica. La temperatura TBAT è controllata per rilevare valori troppo bassi (LTF) o troppo alti (HTF), mentre la tensione di cella è controllata per rilevare tensioni troppo basse (BATR ed EDV) o troppo alte (MCV). Si usa un partitore esterno per determinare le soglie di temperatura LTF ed HTF e la tensione massima MCV, in modo da poter adattare il sistema a batterie di diverso tipo. Ancora, il timer interno programmabile è utilizzabile per stabilire una durata massima della fase di carica, così da interromperla anche in caso di malfunzionamento del microprocessore. Il timer può essere settato per scattare dopo un intervallo di 5, 10, 20, 40, 80, 160 o 320 minuti.

Collegamento con un microprocessore

Come detto, LTC1325 comunica con un microprocessore tramite un’interfaccia seriale sincrona half duplex a 2 o 3 fili, più un segnale di Chip Select (CS). È compatibile con porte seriali di diverso tipo tra cui SPI o Microwire, e può funzionare con frequenze di clock comprese tra 25 e 500 KHz. La programmazione dell’LTC1325 avviene tramite una command word di 22 bit: tra i comandi principali vi sono:

■  1-Mode Select: modalità di funzionamento del chip, tra Idle, Discharge, Charge, Gas Gauge.

■  2-ADC Data Input Select: selezione dell’ingresso del convertitore AD (TAMB, TBAT, VCELL, VIN, Gas Gauge).

■  3-Battery Divider Ratio Select: il rapporto di divisione del partitore inter no per la tensione di batteria.

4-Duty Ratio Select: rapporto del loop di controllo della corrente.

5-Timer Period Select: il timeout del timer interno.

■  6-VDAC Select: la tensione di riferimento del loop di controllo.

L’LTC1325 comunica il suo stato tramite una status word di 8 bit: questi bit con tengono lo stato dei circuiti di sicurezza, tra essi menzioniamo:

■  1-limiti del voltaggio di cella: BATR, FMCV, FEDV;

■  2-limiti di temperatura della batteria: FHTF, FLTF;

■  3-Timeout del timer.

Ad ogni ciclo di comunicazione, il micro invia una command word e riceve la lettura del canale prescelto dell’ADC e la status word. Il  protocollo di comunicazione è il  seguente:

1-il  micro segnala l’inizio del trasferimento dati tramite un fronte basso di CS;

■  2-il  micro invia una serie di zeri per effettuare  il padding dei bit in modo da allinearli su 8 bit;

3-LTC1325 attende la ricezione di un bit di start (1° bit della command word) il micro invia i  21 bit restanti della command word;

4-LTC1325 pone il pin DOUT in three-state (alta impedenza) per un periodo di clock e basso per un altro periodo di clock;

5-LTC1325 invia i 10 bit risultanti dalla conversione dell’ADC (in modo che gli ultimi 8 bit siano allineati con il limite di una parola da 8 bit);

■  6-LTC1325 invia gli 8 bit della status word;

■  7-un fronte alto di CS termina il trasferimento.

Nel listato 1 è riportato un esempio di comunicazione tramite il modulo SPI di un microcontrollore  della famiglia PIC16, facilmente adattabile ad altri micro. Nell’esempio viene inviata una command word per leggere il valore di tensione sul pin V i n tramite l’ADC del LTC1325: quest’ultimo viene posto nella modalità Idle, senza nessun Timeout.

;…
bsf    PORTB,1
; CS inizialmente alto
;** configurazione SPI **
;SCK: Idle=1, clock=fosc/16=250KHz @ 4MHz fosc
;TX sul falling edge: CKP=1, CKE=1
;RX sul rising edge: SMP=1
       movlw                           B’00010001’
       movwf                           SSPCON
       movlw                           B’11000000’
       banksel                         SSPSTAT
       movwf                           SSPSTAT
       banksel                         SSPCON
       ;abilita il modulo SPI
       bsf                             SSPCON, SSPEN
       bcf                             PORTB,1
;CS basso
; invia il byte 1: Start bit e bit 2 command word
      movlw                            B’00000010’
      movwf                            SSPBUF
      banksel                          SSPSTAT
;attende la fine della trasmissione
sendByte1Loop
      btfss                            SSPSTAT, BF
      goto                             sendByte1Loop
      banksel                          SSPBUF
;invia il byte 2: bit 3-10 command word
      movlw                            B’00100100’
      movwf                            SSPBUF
      banksel                          SSPSTAT
      ;attende la fine della trasmissione
sendByte2Loop
      btfss                            SSPSTAT, BF
      goto                             sendByte2Loop
      banksel                          SSPBUF
;invia il byte 3: bit 11-18 command word
      movlw                            B’00000011’
      movwf                            SSPBUF
      banksel                          SSPSTAT
;attende la fine della trasmissione

sendByte3Loop
    btfss                              SSPSTAT, BF
    goto                               sendByte3Loop
    banksel                            SSPBUF
;invia il byte 4: bit 19-22 command word
    movlw                              B’11000000’
    movwf                              SSPBUF
    banksel                            SSPSTAT
;attende la fine della trasmissione
sendByte4Loop
    btfss                              SSPSTAT, BF
    goto                               sendByte4Loop
    banksel                            SSPBUF
;a questo punto nel SSPBUF sono presenti
;i due MSb dell’ADC
    movfw                              SSPBUF
    movwf                              ADCHIGH
;legge il byte basso dell’ADC
   clrf                                SSPBUF
   banksel                             SSPSTAT
;attende la fine della ricezione
readByte1Loop
btfss   SSPSTAT, BF
        goto                           readByte1Loop
        banksel                        SSPBUF
        movfw                          SSPBUF
        movwf                          ADCLOW
;legge la status word
       clrf                            SSPBUF
       banksel                         SSPSTAT
;attende la fine della ricezione
readByte2Loop
       btfss                           SSPSTAT, BF
       goto                            readByte2Loop
       banksel                         SSPBUF
       movfw                           SSPBUF
       movwf                           LTC_STATUS
       bsf                             PORTB,1
; CS alto
Listato 1

Ricarica delle  batterie Ni-MH con LTC1325

In figura 2 è rappresentato lo schema, adattato dalla documentazione di Linear, di un caricabatterie utilizzabile sia per le batterie Ni-MH che al Litio con piccole modifiche.

Figura 2: circuito di ricarica con LTC1325.

Figura 2: circuito di ricarica con LTC1325.

 

Figura 3: modifiche da apportare allo schema di figura 2 per l’utilizzo di un micro PIC.

Figura 3: modifiche da apportare allo schema
di figura 2 per l’utilizzo di un micro PIC.

Non tutti i componenti raffigurati nello schema sono necessari: ad esempio se non si ritiene utile una funzione di scarica, il circuito che comprende il MOSFET di potenza a canale N indicato con N1 può essere omesso. Ancora, il MOSFET indicato con Q1 è necessario solo se viene usato il divisore della VBAT esterno costituito da R3 ed R4 (si veda la trattazione relativa alla ricarica delle batterie al Litio più avanti). Per la ricarica delle batterie Ni-MH, sarà necessario  variare il valore di alcuni componenti: RIN sarà portato a 100 Ohm, mentre CIN a 3.3 uF. Al pin REG è presente la tensione di riferimento di 3.072 V usata per le diverse misurazioni. I  resistori di precisione all’1% RTF1, RTF2 ed RTF3 sono usati per la rilevazione degli estremi di temperatura LTF ed HTF ed andranno dimensionati di conseguenza, considerando anche il valore del termistore THERM1 che rileva la temperatura della batteria. Per le batterie Ni-MH, un valore pari a 10 KOhm andrà bene per tutti i resistori, nel caso di una ricarica ‘quick’. Si noti che la maggior parte dei pacchi batterie Ni-MH già confezionati comprende già internamente un termistore, solitamente del valore adatto di 10 KOhm, oltre ad altri componenti di sicurezza. Si consulti la documentazione del produttore in merito. Gli altri resistori di precisione
all’1%, RMCV1 ed RMCV2, sono usati per la rilevazione della tensione massima di cella MCV, quindi nel caso delle celle Ni-MH sarà adatto un valore di 10 KOhm per RMCV1 e di 20 KOhm per RMCV2. Il resistore di precisione all’1% RSENSE sarà scelto in base alla corrente massima di carica ed al valore di VDAC, come visto: ad esempio per una corrente di 160 mA e VDAC=160 mV, avrà il valore di 1 Ohm. L’induttore L1 è parte del filtro passa-basso del regolatore switching: il suo valore dovrà essere adatto al valore di RSENSE (e quindi alla corrente di carica massima prescelta). è importante che L1 sia in grado di sopportare la corrente massima di carica senza saturarsi, altrimenti la corrente potrà superare i valori tollerabili sia dalla batteria sia dal circuito del MOSFET di potenza a canale P, P1. L’algoritmo di carica andrà implementato tramite il firmware del microcontrollore esterno. è possibile usare gli algoritmi che sono stati presentati nel paragrafo dedicato alle batterie Ni-MH per le ricariche quick e fast.

Ricarica delle  batterie al litio con LTC1325

La ricarica delle batterie al Litio, come visto, necessita di un controllo molto preciso della tensione di carica. Per tale motivo nel circuito in figura 2 si utilizza un partitore esterno di precisione al posto di quello incorporato nel LTC1325 (il  battery divider) per la VBAT. I resistori  R3 ed R4 dovranno avere una tolleranza dello 0.1% o al massimo dello 0.25% per mantenere l’errore nella lettura della tensione di cella al di sotto dell’1.5%. Per quanto riguarda i  valori degli altri componenti valgono le considerazioni viste nel paragrafo precedente dedicato alla ricarica delle batterie Ni-MH. Sebbene l’LTC1325 sia essenzialmente un circuito per la carica a corrente costante, può essere utilizzato con un opportuno software anche per la carica a potenziale costante, come richiesto dalle batterie al Litio. Riportiamo qui per comodità l’algoritmo visto in precedenza per la ricarica fast di tali batterie:

1-temperatura di carica: tra 0 e 40 °C;

■  2-tensione di carica 4.10 ±0.05 V;

■  3-corrente di carica 1C;

■  4-tempo di ricarica 2.5 ore;

■  5-terminazione al raggiungimento di una corrente minima, ad es. 1/100C;

6-terminazione secondaria della carica tramite timer.

Una possibile implementazione con LTC1325, come suggerito dala documentazione Linear, è la seguente:

■  1-si regola la tensione di carica all’interno di un loop di durata tLOOP prescelto. Una durata di 10-20 ms dovrebbe essere adeguata. Durante questo tLOOP LTC1325 verrà posto nello stato di Charge per un tempo di tON e nello stato Idle per un tempo tOFF: viene allora definito un Duty Cycle di carica, corrispondente alla corrente media di carica della batteria, pari a

■  2-Si setta VDAC a 160 mV. Posto un Duty Cycle massimo del 95%, si sceglie per RSENSE un valore pari a

■  3-per ogni tLOOP si effettuano le operazioni seguenti:

3a-si pone l’LTC1325 nella modalità Idle. In questa modalità non viene erogata corrente di carica;

■  3b-si legge il valore VCELL;

3c-il duty cycle di carica viene settato tramite un timer del microcontrollore: se VCELL  è minore del valore desiderato (si vedano i dati del produttore) il valore del timer viene incrementato, altrimenti viene diminuto. Se tON   < 0.1*tLOOP  (duty cycle <10%), si pone VDAC  al valore inferiore successivo: ciò corrisponde ad corrente di carica inferiore;

3d-si pone l’LTC1325 in Charge mode per il tempo determinato dal timer;

■  3e-si ripetono i passi da (3a) a (3d) finchè la corrente media di carica non scende al di sotto di un limite prescelto (ad es. C/100), oppure finché non si verifica il timeout;

■  4-si pone ad off il MOSFET  P1 e si mantiene la batteria in carica tramite RTRK.

Conclusioni

Con LTC1325 è possibile realizzare un sistema controllato da microprocessore per la ricarica veloce ed il controllo della capacità di quasi tutte le tipologie di batterie ricaricabili in commercio, dalle SLA fino alle più moderne batterie al Litio. La sua versatilità si paga con un utilizzo non proprio semplicissimo, dato che necessita sempre di un microcontrollore esterno richiedendo uno sviluppo sia di hardware che di software.

 

 

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