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多节锂离子电池充电器

作者:罗昊时间:2013-02-26来源:电子产品世界

  需要采用恒流恒压的方式充电,当电压低于4.2V*n(n表示串联的节数)应该使用恒定电流,电流大小与电池容量和所需要的充电时间相关。在恒流充电的过程中,电池电压渐渐上升达到4.2V*n,此时需要将充电方式改为恒压,即将加在电池上的电压保持为4.2V*n。直到充电电流下降到0。电池充电器基本上就是这样一个恒流恒压直流电源变换器。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/142381.htm

  电池充电器基本的原理是测量充电电流及电池电压。当电池电压未达到4.2V*n时,使用电流测量值作为电源变换器参考输入,产生恒定电流。当电压达到4.2V*n时,使用电压测量值作为电源变换器参考输入产生恒定电压。当充电电流接近于0时,结束充电。

  图1为一个能对4节串联的充电的电路,输入为+18V,充电电流设置在312mA。这个电路由U1低压差电压转换器,R12,R9构成的分压电路,R2,U3构成电流测量电路。U1的输入为18V,输出端经二极管隔离连接到由R12和R9构成的分压电路。当输出为16.8V时,分压电路的输出为1.24V。如果不接分压电路后面的电路。这些电路构成一个16.8V输出的恒压源。充电时,充电电流流过R2产生压降,这个电压放大后成为。  

 

  充电电流的设置为:Ic=Vref/A/Rs (1)

  其中Ic为充电电流。Vref为LDO参考电压,这里为1.24V。A为电压放大倍数,这里为38.4。Rs为采样电阻。这里使用的是0.1欧的电阻。当然可以选择更小阻值的电阻。选择的电阻越小对电路的影响越小。但选择更小阻值的电阻能得到的电压太低。有可能低到后面的放大器无法处理。电路达不到理想的精度。如果将直接接到LDO参考输入,则LDO构成一个恒流源。当充电流增加时,增加,LDO随之将输出变低,充电电流减小。最终达到REFI等于Vref实现恒流充电。

  充电模式的切换

  电流电压的切换如图1,使用D2将REFI与Vref相连。当REFI加上二极管导通压降(Vf)高于分压电路产生的电压时,D2导通。因为运算放大器的输出阻抗远低于分压电路的阻抗,此时Vref被箝位到REFI加上Vf。电路工作于恒流。当电池充电后电压上升,分压电路产生的电压也上升,当达到设定值后REFI加上Vf低于分压电路产生的电压。此时D2关断。Vref等于分压值,电路工作于恒压。

  充电指示

  将IREF放大驱动LED,充电时LED亮,当充电电流小于20mA时,D3慢慢变暗,最后熄灭,指示充电完毕。

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关键词: 锂离子电池 REFI

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