Vai trò: Mạch nạp đảm nhận vai trò nhận điện áp xoay chiều từ lưới 220VAC-Volts Alternating Current, chỉnh lưu thành điện áp một chiều và sau đó điều chỉnh giá trị điện áp một chiều cho phù hợp với giá trị yêu cầu của bộ pin trong suốt quá trình sạc.
Mục tiêu thiết kế: Pin Lithium-ion cần dòng sạc một chiều và ổn định. Bộ pin lithium-ion 60 cells mắc nối tiếp có điện áp lớn (180V khi xả hết và 240V khi sạc đầy) nên ta sử dụng nguồn điện được chỉnh lưu từ điện gia đình (220VAC). Đầu ra của mạch nạp phải là giá trị điện áp một chiều và ổn định.
34 Lựa chọn linh kiện:
KBL610: Là một loại cầu diode với khả năng cho ra dòng điện cao 6A và có thể chịu một điện áp ngược lên đầu các diode lên tới 1000V thường dùng để chỉnh lưu mạng điện 220 VAC.
Hình 3.2 Cầu diode KBL610 Thông số kĩ thuật:
Hình 3.3 Đặc tính của cầu diode KBL610
Tụ hóa 400V-47uF dùng để lọc nguồn để nguồn điện ổn định hơn, vì điện áp hộ gia đình là U=220V nên cần dùng tụ có giá trị khoảng 1,5U.
Điện trở R (66Ω-100W) dùng để hạn dòng qua bộ pin.
Sơ đồ thiết kế: Dòng điện sau khi qua cầu diode KBL610 sẽ trở thành điện một chiều và sẽ được làm phẳng sau khi qua hai tụ hóa 400V-47uF C1 và C2.
35 Hình 3.4 Mạch cầu chỉnh lưu biến đổi điện áp xoay chiều sang một chiều
Giải thích nguyên lý hình 3.4: Khi đặt điện áp xoay chiều 220V vào nguồn U0, điện áp được chỉnh lưu thành một chiều qua cầu diode KBL610. Hai tụ C1 (400V-47uF) và C2 (400V-47uF) dùng để làm phẳng điện áp. Điện trở R9 (100k-2W) và đèn led D1 dùng để xả điện trên các tụ C1 và C2. Điện trở R (66Ω-50W) dùng để hạn dòng từ nguồn nạp. Kết quả đạt được: Điện áp đầu ra của mạch vào khoảng 330VDC (giá trị hiển thị trên đồng hồ VOM). Giá trị điện áp quá lớn nên sử dụng điện trở R (theo hình 3.4) để hạn dòng.
Kết luận: Giá trị điện áp sau khi thiết kế khá lớn so với mong muốn, điện áp càng cao sẽ cho ra dòng điện càng lớn. Mạch sẽ được kết hợp việc sử dụng đồng thời R và xung PWM để cho ra dòng điện thích hợp.