適用于全球交流電源鋰離子電池充電器設計
本文介紹了一個單節(jié)鋰離子(Li+)電池的充電方案,該方案基于MAX5022芯片,適用于全球的交流電源,而且無需軟件控制或微處理器干預就能實現(xiàn)所有的充電功能。
一次性電池不能夠充電,完全放電后的電池即為報廢電池。二次電池可以多次充電,但不同的化學特性對充電的要求也不同,特別是“快充”控制。目前,最常用的可充電電池是Li+、鎳氫(NiMH)、鎳鎘(Nicd)和鉛酸電池,其它類型的電池還很多,但沒有大規(guī)模投入使用。因為本文僅討論利用交流適配器供電的充電器設計,沒有考慮汽車電源供電的SLI鉛酸電池或更大容量電池的充電器。
不同化學類型的電池對充電器的要求
通常快速充電比涓流充電更受歡迎,但快速充電對電路的要求也復雜,鎳氫或鎳鎘電池的快速充電技術與其它電池也是不同的。鎳鎘和鎳氫電池通常在恒流狀態(tài)下快充,而不是恒壓狀態(tài)下�？斐浣K止檢測基于電壓和溫度的變化率,充電器還應具備過壓保護和過熱保護功能。Li+和鉛酸電池充電器必須保證作用到電池上的電壓和電流最大值在規(guī)定的范圍內,當電池電壓維持在最大單節(jié)電池電壓,充電電流下降到一個較低值時,充電器終止充電。Li+和鉛酸電池充電器的區(qū)別在于所允許的充電電流、最大電池電壓,另外鉛酸電池充電器一般具有浮充能力(浮充是為了補充鉛酸電池的自放電,而對一個已經(jīng)完全充滿的電池繼續(xù)輸入充電電流的技術),Li+電池的自放電非常低,所以不需要浮充。
Li+電池
為便攜式產(chǎn)品選擇電池時,最重要的是高能量密度、尺寸、重量和價格。迄今為止,Li+電池在最為流行的電池中能夠提供最高的體積和能量密度,但其每瓦時的成本也較高。鉛酸電池的每瓦時成本最低,但比較笨重。本文以Li+電池為例討論充電器的設計,它在便攜式產(chǎn)品中已經(jīng)被普遍使用。我們選擇780mA的充電電流和4.2V的終止電壓。
圖1：通用輸入交流電壓的離線式Li+電池充電器。
圖1所示充電器無需微處理器干預,輸入電源可以采用全球范圍的任何交流電源,省去了大體積60Hz變壓器,而且可提供單節(jié)Li+電池所要求的精確的充電電壓和電流。充電器IC(U4)集成了全面的保護功能(電壓、電流和自保護),確保Li+電池的安全充電。
假設Li+電池帶有過流、過壓和過熱保護,這些保護特性在電池包里是必需的,因為充電期間一旦電路出現(xiàn)故障,Li+電池將存在很大的危險性,過流、過壓或溫度過高都有可能造成Li+電池爆炸。
電路描述
圖1包括兩顆主器件(U1和U4)、精密基準(U3)和光耦(U2)。U1是離線式開關控制器,配合隔離變壓器、光耦和基準產(chǎn)生隔離的穩(wěn)壓直流輸出。直流電壓供給電池充電器(U4),U4提供電流限制、電壓調節(jié)、電池充電和充電指示等功能。本方案中,U4是一款簡
