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升壓/減壓型電流源對鋰電池充電

鉅大LARGE  |  點擊量:1128次  |  2019年11月13日  

對于電池充電來說,高效率的降壓(buck)接法是常用的選擇。但是,如果發生特殊情況,那么就需要不同的方法,這些特殊情況有:電源電壓小于電池電壓,或者(更差的情況是)電源電壓在高于電池電壓與低于電池電壓的范圍變化。充電器可能需要適應多個電壓源,這取決于哪一個正在工作,它也可能需要向具有不同節數的電池充電。圖1的電路可以符合所有這些要求,它從4V至15V的輸入向1至15節電池充電。


圖1.此通用的電池充電器圍繞控制器IC構成,使之產生幅度由運放調整的平均電流。


所示的結構是單端、初級電感變換器(SEpIC),具有升壓/降壓能力。控制器(IC1)通常穩定輸出電壓,但在此情況下,引腳3的電阻分壓器保持反饋不足,使系統產生電流脈沖,其大小由限流電路決定。為了穩定充電電流,運放通過比較R2電壓(正比于充電電流)與來自IC1內的基準電壓來調整Q1的電流限制。S1和S2可設置充電電流大小。


R1設置的最大Q1電流(4A)處于L1的容量之內,但它允許一定的飽和與發熱。如果峰值電感電流不足,那么IOUT將略有下降,達不到要求的最大值(1A)。如果VIN高而VOUT低,那么可以通過改變運放反相輸入端的電阻來得到較大的充電電流。較大的電流要求通過降低R1來設置較大的峰值電流。在此情況下,L1、L2、C1和C2必須較大以便能夠承受較大的電流。


為了限制Q1、C1、C2和D1上的電壓,連接在IC1引腳3的電阻把電池兩端的最大輸出電壓設置為28V。可以通過調整電阻來擴展此電壓,但要注意Q1和D1必須承受稍大于VIN+VOUT的電壓,而耦合電容(C1)必須承受VIN。整個充電電流流過C1,所以要保證任何替代器件能滿足所需的電壓和紋波電流。C1和C2是無極性陶瓷電容,如果換成帶極性的電容,那么應保持所示的極性。


如圖所示,VIN最大值約為15V。如果限制加到IC1(引腳2)的電源電壓,那么此值還可以更高。為達到此目的,可以加一個線性穩壓器,或者用MAX773代替MAX770,MAX773從內置的分路穩壓器獲得其電源。注意L1和L2之間的任何耦合均假定了由圓點所示的極性,但是電路的工作并不取決于這種耦合。


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