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如何設計離線鋰電池充電器

作者: 時間:2012-05-25 來源:網(wǎng)絡 收藏
來自PWM 的信號控制充電開關。當開關閉合時(圖1a),電流由于提供的電壓(Vin)而流過電路,此時電容通過電感充電。當開關打開時(如1b 所示),電感試圖通過感應電壓來保持電流流動,但它不能立刻充電。然后電流流過肖特基二極管并給電容充電。此過程循環(huán)往復。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/230463.htm

; 當通過減少PWM 占空比來縮短開關“通”時間時,平均電壓減少。相反,當通過增加PWM 占空比來延長開關“斷”時間時,平均電壓增加。故通過控制PWM 占空比來使MCU 調(diào)整充電電壓(或電流)可達到所需的輸出值。在討論設計細節(jié)以前,需先討論與電感及電容有關的兩個要點:

1.電感大小

不難看出,確定降壓轉(zhuǎn)換器電感的大小是達到合適充電電壓及電流的關鍵。電感大小也與成本有關。電感容量可用公式1 來計算:公式1 其中:Vi:輸入至開關的電壓;Vsat:開關“通”時開關的電壓損失;Vo:電壓輸出;T:PWM 周期;DutyCycle:PWM 占空比;Io:電流輸出(亦即恒定電流充電)。公式1 顯示PWM 的開關頻率越高(亦即開關周期T 越小),則所需的電感越小,這有助于減少器件成本。

2.電容大小

nbs本設計基于飛利浦P89LPC916 型MCU,其整體設計思想是,通過先用恒定電流充電、然后再用恒定電壓充電來實現(xiàn)盡可能快的充電。MCU還控制用于指示充電器工作狀態(tài)的 LED。

1.精密電源

VDD 需采用精密電壓源,因為此電壓被用作DA-DA 轉(zhuǎn)換器的電壓參考。低壓降(LDO)調(diào)整器為該電壓源的最佳選擇,且本設計采用3 端LDO LM1117 來為VDD 提供精密3.31 V 電源。

2 PMW輸出解決方案

Timer0(定時器0)的一個通道用來產(chǎn)生控制降壓轉(zhuǎn)換器開關的PWM 信號。由于LPC916 帶有其自己的片上RC 振蕩器,故充電更加穩(wěn)定而有效--尤其在電壓控制工作模式下。所需的PWM 頻率僅大約為14kHz,故能很好地控制在片上振蕩器的頻率范圍內(nèi)。可通過改變降壓轉(zhuǎn)換器的“開”時間來調(diào)整PWM 占空比。

系統(tǒng)設計

圖2為充電器系統(tǒng)組成框圖。其中PWM 輸出控制充電開關,且其占空比可根據(jù)需要用充電電壓及電流的反饋來調(diào)整。LPC916 的8 位片上高速A/D 轉(zhuǎn)換器提供了監(jiān)視充電電壓所需的高精度。避免鋰離子應用中的過充電非常重要,因為將充電保持在其最大值以內(nèi)可延長電池的使用壽命。表1 為該電路的輸入/輸出參數(shù)規(guī)格。

如何設計離線鋰電池充電器



關鍵詞: 離線 鋰電池 充電器

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