Batteriewächter für nicht wiederaufladbare Zellen lädt auch Superkondensatoren

Update: 6. August 2023
Batteriewächter für nicht wiederaufladbare Zellen lädt auch Superkondensatoren

Mit der Bezeichnung LTC3337 „zählt der patentierte Coulomb-Zähler mit unendlichem dynamischen Bereich die gesamte akkumulierte Batterieentladung“, behauptete ADI kühn. Die Genauigkeit des Coulomb-Zählers ist bis zum Leerlauf konstant.“

Allerdings beträgt die Coulomb-Zählgenauigkeit laut Datenblatt ±5 %.

Um seine Auflösung bis zum maximalen Ausgangsstrom (siehe unten) zu erweitern, verfügt der Coulomb-Zähler über einen Vorskalierer, der zwischen 1x und 15x eingestellt werden kann.

Die Zählungen werden in einem internen Register gespeichert, auf das über I zugegriffen werden kann2C, und ein Entladealarmschwellenwert basierend auf diesem Ladezustand ist programmierbar – bei Erreichen wird ein Interrupt am IRQ-Pin generiert. Andere Dinge, die den IRQ-Pin auslösen, sind ein Überlauf des Coulomb-Zählers und ein zu heißer oder zu kalter Chip.

Auch gemessen und gemeldet über I2C sind Batterie Spannung, Impedanz und Temperatur – Die Impedanz wird aus der Messung der Eingangsspannung bei einer bekannten Last und dann bei Nulllast abgeleitet.

Die Batteriespannung kann zwischen 1.8 und 5.5 V liegen (ADI nennt beispielsweise 1x LiSOCl).2 oder 2-3x alkalisch) und der Ruhestrom beträgt 100 nA.

Um den Eigenschaften mehrerer Batterietypen gerecht zu werden, ist zwischen Batterieeingang und Batterieausgang ein Low-Drop-Konstantstrombegrenzer eingebaut, dessen Wertepin in acht Stufen zwischen 5 mA und 100 mA wählbar ist.

Der Ausgang ist immer nur entweder ein (liefert den ausgewählten Konstantstrom) oder ausgeschaltet (0 mA) – die Idee ist, dass der Ausgang Kondensator (sehen Schaltung) unterstützt die Last, wenn sie ausreichend geladen ist. Die Stromquelle wird durch einen Komparator ein- und ausgeschaltet, der die Eingangs- und Ausgangsspannungen überwacht und sie einschaltet, wenn der Ausgang 135 mV niedriger als der Eingang ist (±25 mV Hysterese).

„Dadurch kann der IC der Batterie ein Lastprofil vorgeben, das es ihr ermöglicht, unabhängig von der tatsächlichen Last ihre maximale Kapazität bereitzustellen“, so das Unternehmen. „Das ist batterieschonend und verlängert die Lebensdauer der Zelle.“

Das Unternehmen sieht den Einsatz in Anwendungen, die nur gelegentlich Strom benötigen, wie z. B. Würfel an abgelegenen Orten, elektronische Türschlösser oder Glasbruchmelder. Es wird darauf hingewiesen, dass es auch mit wiederaufladbaren Zellen verwendet werden kann.

Für Fälle, in denen der Ausgangskondensator ein gestapeltes Superkondensatorpaar ist, verfügt der Chip über eine Mittelpunkt-Balance-Schaltung und einen Pin.

Es wird in einem 2 x 2 mm großen LFCSP-Gehäuse mit 12 Anschlüssen geliefert. Das Datenblatt zum LTC3337 finden Sie hier