Зарядное устройство для Li-Pol аккумуляторов на LTC4054, улучшенная версия.

Понадобилось мне сделать простенькую зарядку для маленьких литиевых аккумуляторов- типа 14500 и 10440. И понеслось…

В запасе были очень хорошие и проверенные ME4057, но мне они показались избыточными- и потому я заказал на Алиэкспрессе клопов LTC4054, благо дешевые, в корпусе SOT-23-5.
Микросхема мне в целом понравилась. Функции свои полностью выполняет, документация по ней доступна: ссылка
Однако, микросхеме присущ ряд недостатков.

Первый: отсутствие нормальной индикации. Микросхема предназначена для работы совместно с микроконтроллером, где-нибудь в мобильнике, потому у нее только одна нога, имеющая три состояния:
1. Жесткая привязка к земле. Идет заряд аккумулятора.
2. Нежесткая привязка к земле. Микросхема готова к работе.
3. Вывод ни к чему не привязан. Недостаточное напряжение питания, или исчо какая неприятность.

У моих экземпляров нога работала так: жесткая привязка- идет заряд, нежесткая привязка- батарейка отсутствует, вывод ни к чему не привязан- зарядка кончилась.
Я повесил туда красный светодиод через резистор, по окончанию зарядки он гаснет.

Сразу обнаружился очередной косяк: если аккумулятор не был оборудован защитой на DW01- светодиод светился одинаково ярко вне зависимости от того, шел ли заряд аккумулятора или аккумулятор отсутствовал. Пробовал шунтировать выход микросхемы емкостью (как на me4057)- светодиод начинал мигать. Проанализировал схему защиты: DW01 подключается к положительному выводу питания через резистор 100 Ом, зашунтирована емкостью 0.1 Мкф. Добавил аналогичную цепочку на выход LTC4054- светодиод стал вести себя как полагается. :) Выходит, микросхема изначально предназначена для работы с защищенными аккумуляторами, но нигде в даташите этого не сказано!

Я применил держатель батареи Blossom (тоже с Алиэкспресса) с хорошими плоскими пружинными контактами- и тут вылез еще один косяк- очень легко вставить аккумулятор неправильно. Микросхема LTC4054 защитой от переполюсовки аккумулятора, к сожалению, не оборудована. :( Я проверил «что будет, если переполюсовать»- ожидаемо пошел белый дым. Посему- пришлось потратить вечер на сочинение простенькой схемки защиты от переполюсовки на двух мосфетах (AO3400 и AO3401, тоже купленных на Алиэкспресс). Кроме того, я добавил зеленый светодиод для удобства, по принципу «красный погас- зеленый загорелся».

Окончательную схему устройства прилагаю:


Испытания показали, что защита работает безукоризненно. Однако, она внесла свои коррективы, и у меня случайно и весьма удачно получилась вот такая индикация:
1. Горит красный светодиод- идет зарядка.
2. Горит зеленый светодиод- зарядка окончена.
3. Горят оба светодиода вполнакала- батарея отсутствует.
4. Горит зеленый светодиод, красный слабо светится- батарея переполюсована.
Микросхема чувствительна к происходящему на выводе «Bat», потому на работу индикации влияют номиналы R5, R6, R7, можете с ними поиграться.

Номиналы токоограничивающих резисторов я не указал сознательно- подберите их под ваши светодиоды (у меня зеленый обычный- 750 Ом, красный сверхяркий- 1.2 КОм).
Rпрог. зависит от зарядного тока, его выбирают по формуле: R=1000/Ichrg, где Ichrg- ток заряда аккумулятора.
Гасящий резистор Rдоп. в даташите указан как «опция», но поставить его весьма желательно- при большом токе заряда микросхема может перегреться и уйти в защиту по теплу, а так- он погасит излишек напряжения и рассеит избыток тепла. Чем больше его номинал и мощность- тем лучше, но выбирать его следует по таблице «Charge Current vs RCC» на странице 12 документации.
Отвод тепла от микросхемы осуществляется через ее выводы, в основном «земляной», посему- при изготовлении платы лучше понаделать больших полигонов, которые сыграют роль теплоотвода.

У меня получилась вот такая маленькая симпатичная платочка, разместившаяся снизу батарейкодержателя: