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Laden von Li-Ionen-Batterien

Energiequelle Batterie

9. Mai 2017, 11:19 Uhr | Pushek Madaan und Rajiv Badiger

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Parameter des A/D-Wandlers

Die Auflösung und Genauigkeit des A/D-Wandlers sowie die PWM-Auflösung sind wichtige Parameter, die bei der Entwicklung von Batterieladegeräten eine Rolle spielen. Die Auflösung des A/D-Wandlers bestimmt, wie genau die Eingangsspannung (in diesem Fall: Rückmeldespannung) gemessen wird. Die PWM-Auflösung hingegen bestimmt, wie präzise das Tastverhältnis des Ausgangssignals gesteuert wird. Das Tastverhältnis gibt anschließend die Ausgangsspannung des Stromregelkreises vor.

Sobald Li-Ionen-Batterien geladen werden, muss die Batteriespannung kontrolliert werden, vor allem ab dem Zeitpunkt, an dem sich der Wert der Batteriespannung an den der Ladeschlussspannung annähert. Die Genauigkeit der Regelung hängt von der Auflösung des A/D-Wandlers, der Messgenauigkeit und der Feinheit ab, mit der das Tastverhältnis variiert wird. Bild 5 zeigt den Schaltkreis eines Ladegeräts mit PSoC-Baustein »CY8C24x23« von Cypress Semiconductor. Der Mikrocontroller hat digitale und analoge Schaltungsblöcke. Zeitkontinuierliche Analogblöcke werden z. B. eingesetzt, um programmierbare Verstärker und Komparatoren zu implementieren. Switched-Capacitor-Analogschaltungen werden u. a. in den Baugruppen Filter, D/A-Wandler oder A/D-Wandler verwendet. Digitale Basisblöcke implementieren PWM, Zähler, Timer oder Puffer. Mit digitalen Kommunikationsblöcken werden verschiedene Kommunikationsschnittstellen, wie SPI, UART, IrDA RX und TX integriert. Außerdem ist ein I2C-Block enthalten, der als Master oder Slave arbeitet.

Mit einer sorgfältig konzipierten Ladeschaltung können sowohl Systemkosten als auch die Größe der benötigten Batterie reduziert werden. Mikrocontroller wie der
CY8C24x23 PSoC ermöglichen solche Ladeschaltungen.