EDN China > 设计实例 > 电源技术 > 电池充放电控制 > 正文
? 2016博客大赛-不限主题,寻找电子导师,大奖升级??

(多图) 利用8位带2KB闪存MCU的设计离线锂电池充电器

来源:中国元器件在线 / 作者:Anthony Xie 应用工程师飞利浦半导体公司?? 2007年03月06日 ?? 收藏0
;?? 当通过减少PWM 占空比来缩短开关“通”时间时,平均电压减少。相反,当通过增加PWM 占空比来延长开关“断”时间时,平均电压增加。故通过控制PWM 占空比来使MCU 调整充电电压(或电流)可达到所需的输出值。在讨论设计细节以前,需先讨论与电感及电容有关的两个要点:

?????? 1.电感大小

?????? 不难看出,确定降压转换器电感的大小是达到合适充电电压及电流的关键。电感大小也与成本有关。电感容量可用公式1 来计算:公式1 其中:Vi:输入至开关的充电器电压;Vsat:开关“通”时开关的电压损失;Vo:电压输出;T:PWM 周期;DutyCycle:PWM 占空比;Io:电流输出(亦即恒定电流充电)。公式1 显示PWM 的开关频率越高(亦即开关周期T 越小),则所需的电感越小,这有助于减少器件成本。

?????? 2.电容大小

????&nbs;
p;? 还需注意的是,此电路中的电容完全是用来减少纹波电流,故越大越好,因为纹波与电容值成反比。

?????? 设计要点

??????
本设计基于飞利浦P89LPC916 型MCU,其整体设计思想是,通过先用恒定电流充电、然后再用恒定电压充电来实现尽可能快的充电。MCU还控制用于指示充电器工作状态的 LED。

?????? 1.精密电源

?????? VDD 需采用精密电压源,因为此电压被用作DA-DA 转换器的电压参考。低压降(LDO)调整器为该电压源的最佳选择,且本设计采用3 端LDO LM1117 来为VDD 提供精密3.31 V 电源。

?????? 2?PMW输出解决方案

?????? Timer0(定时器0)的一个通道用来产生控制降压转换器开关的PWM 信号。由于LPC916 带有其自己的片上RC 振荡器,故充电更加稳定而有效--尤其在电压控制工作模式下。所需的PWM 频率仅大约为14kHz,故能很好地控制在片上振荡器的频率范围内。可通过改变降压转换器的“开”时间来调整PWM 占空比。

?????? 系统设计

?????? 图2为锂电池充电器系统组成框图。其中PWM 输出控制充电开关,且其占空比可根据需要用充电电压及电流的反馈来调整。LPC916 的8 位片上高速A/D 转换器提供了监视充电电压所需的高精度。避免锂离子应用中的过充电非常重要,因为将充电保持在其最大值以内可延长电池的使用寿命。表1 为该电路的输入/输出参数规格。

由LPC916 控制的锂电池充电器解决方案
输出参数规格


?????? 下一步是计算电感值,首先必须指出的是,公式1 给出了占空比、输出电流、PWM 周期及其他变量之间的关系。电感值可通过假设Vi=5.1V、所需输出电压Vsat=0.5V(在Io=350mA 上,Vo=4.25V、所需输出电流Io=350mA 、1/T=14.7kHz 以及占空比为50%来计算)。采用以上这些值,用公式1 可计算出电感值不小于10?H。在本设计中,建议电感值为33-10?H 。尽管可以采用大于5.1V 的输入电压,但更高的输入电压要求采用更高频率的PWM 或更大的电感,从而使器件成本提高。

?????? 锂电池应以三个独立的阶段来充电。如果电池电压低于3V,则需要有预充电阶段且充电电流应保持为65mA。一旦电池电压达到3V+-1% ,即开始进入快速充电阶段,并采用350mA 的恒定充电电流。通过调整控制脉冲可使充电电流保持恒定。当电池电压达到4V+-1% 时,即开始接恒定电压充电阶段。此时电压被保持在4.23V,充电电流处于监视下。

?????? 在恒定电压充电阶段之后,电池被另外再充电50 分钟,同时保持充电电流小于30mA。充电时间可用一个计时器来控制,但监视充电终结的方法有三种:检测充电电流、使用计时器以及


?? ?? ??


打开微信“扫一扫”,打开网页后点击屏幕右上角分享按钮

1.扫描左侧二维码
2.点击右上角的分享按钮
3.选择分享给朋友
?? ??

单片机? MCU? 离子充电器?

相关文章

我来评论
美国的游客
美国的游客 ??? (您将以游客身份发表,请登录 | 注册)
?
有问题请反馈