如何設計離線(xiàn)鋰電池充電器

; 當通過(guò)減少PWM 占空比來(lái)縮短開(kāi)關(guān)“通”時(shí)間時(shí)，平均電壓減少。相反，當通過(guò)增加PWM 占空比來(lái)延長(cháng)開(kāi)關(guān)“斷”時(shí)間時(shí)，平均電壓增加。故通過(guò)控制PWM 占空比來(lái)使MCU 調整充電電壓(或電流)可達到所需的輸出值。在討論設計細節以前，需先討論與電感及電容有關(guān)的兩個(gè)要點(diǎn)：

1．電感大小

不難看出，確定降壓轉換器電感的大小是達到合適充電電壓及電流的關(guān)鍵。電感大小也與成本有關(guān)。電感容量可用公式1 來(lái)計算：公式1 其中：Vi：輸入至開(kāi)關(guān)的充電器電壓；Vsat：開(kāi)關(guān)“通”時(shí)開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)頻率越高(亦即開(kāi)關(guān)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(guò)先用恒定電流充電、然后再用恒定電壓充電來(lái)實(shí)現盡可能快的充電。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 轉換器的電壓參考。低壓降(LDO)調整器為該電壓源的最佳選擇，且本設計采用3 端LDO LM1117 來(lái)為VDD 提供精密3.31 V 電源。

2 PMW輸出解決方案

Timer0(定時(shí)器0)的一個(gè)通道用來(lái)產(chǎn)生控制降壓轉換器開(kāi)關(guān)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?？赏ㄟ^(guò)改變降壓轉換器的“開(kāi)”時(shí)間來(lái)調整PWM 占空比。

系統設計

圖2為鋰電池充電器系統組成框圖。其中PWM 輸出控制充電開(kāi)關(guān)，且其占空比可根據需要用充電電壓及電流的反饋來(lái)調整。LPC916 的8 位片上高速A/D 轉換器提供了監視充電電壓所需的高精度。避免鋰離子應用中的過(guò)充電非常重要，因為將充電保持在其最大值以?xún)瓤裳娱L(cháng)電池的使用壽命。表1 為該電路的輸入/輸出參數規格。