一种可带数据显示的锂电池充电系统的设计方案
充电单元的总体设计
从前面对TP8002的分析可知，该芯片是针对锂离子电池的充电控制器，要实现对镍镉电池充电需要解决以下问题：首先，TP8002对电池电压进行监测，保证电池电压不超过8.4V。但对于镍镉电池组，充电截止电压可以达到9.2V。其次，镍镉电池充电即将结束时，需要对电池进行以正常电流30%和 10% 的涓流充电。所以，第二个需要解决的问题是如何控制恒流充电的电流大小。此外，对镍镉电池充电应使用脉冲充电方式。即以1s为周期，95%的时间用来充电，1%的时间用来放电，其余时间不充电也不放电。最后，如何判断某一个电池是锂离子电池还是镍镉电池，因为若把锂离子电池误判为镍镉电池，会使充电电压高于8.4V，这对锂离子电池是十分危险的，而将镍镉电池误判为锂离子电池，则可能造成电池充电不足。因此，必须保证极低的误判率。
本部分根据TP8002的工作原理，设计了既可以对锂离子电池进行恒流-恒压充电，又可以对镍镉电池进行脉冲式充电的电路。充电单元的总体功能框图如图2 所示。其中，信号调理电路使充电器既可以对8.4V的锂电池充电，又可以对9.2V的镍镉电池充电，同时也起到控制充电电流大小的作用。
图2充电单元的总体功能框图
利用微控制器控制TP8002的工作状态，配合放电电路使充电器可以对镍镉电池进行脉冲方式充电。
微控制器通过一定的通信协议(HDQ16)与智能电池通信，确定其容量、化学性质等关键参数。
信号调理电路的设计
为了使TP8002可对高于8.4V的电池进行恒流充电，并可调节充电电流，在TP8002的BAT和SENSE端与采样电阻之间加入一级信号调理电路。该电路的主要功能是对采样电阻两端的信号进行运算，针对不同化学性质的电池，将相应的信号送给TP8002。该信号调理电路如图3所示。
图3信号调理电路的功能图
这里定义采样电阻两端的电压值是VBAT和Vsense，那么充电电流在采样电阻上的压降VRS为：VRS=Vsense-VBAT，该信号为减法器的输出。设乘法器的乘系数为K，那么乘法器的输出为KVRS。对于锂子电池，二选一开关将选通电池电压VBAT;对于镍镉电池，二选一开关将选通7V 恒定电压。这里设二选一模拟开关的输出为V1，那么加法器的输出Vs应为：Vs=KVRS+V1，这样一来，送到TP8002的BAT和SENSE两端的电压之差应为KVRS。只要正确控制K值，就可以使充电电流为正常充电电流的1/K。因此，可以通过二选一开关控制电流为恒流充电时的10%或30%。
对于TP8002的BAT端输入值，当开关选通锂离子电池时，BAT的输入即是电池电压。此时，TP8002可以控制整个锂离子的充电过程。不需任何外界的干预。
当开关选
评论