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用于电池充电器的独立式自动重启解决方案

2017年08月29日 09:24 次阅读

引言

就全功能锂离子电池充电器而言,一些设计师遇到的主要障碍是缺乏自动或自主触发功能。例如,控制器确实提供 C/10 电流检测,但是当充电电流降至 C/10 值时,却不中断充电过程。另外也缺乏完全合格的充电器所需的自动重启功能。

LTC4012 是一款非常流行的芯片,用来给各种应用中的锂离子电池充电。这款控制器提供栅极驱动和电流检测输入,以建立一个降压型拓扑的功率链路。LTC4012 还提供控制信号,例如充电状态和适配器存在的信号。该器件还提供一系列有用的功能,在其数据表中有详细说明。

在不使用 CPU 的应用中,设计师或者干脆拒绝使用 LTC4012,或者自己开发解决方案,在有些情况下,这么做是不够的。例如,有些设计师可能会在 PROG 引脚上用一个电阻器来检测充电电流,但是将 PROG 引脚连至一个低成本、低阻抗的缓冲器,会从根本上导致测量值失真。

本文的目的是说明一种简单的自动重启解决方案,该解决方案不使用 PROG 引脚,用逻辑信号进行 C/10 电流检测。这种检测基于 LTC4012 数据表中介绍的“数字 C/10 指示器”,如方框图中所示。

自动重启电路方框图

前述电路的方框图如图 1 所示。该电路基于一个 D 触发器。随着充电电流值降至预设定的 C/10,D 触发器时钟变为高电平,外部晶体管 Q1 将 RUN 引脚拉至地,并关断 LTC4012。电池充电,电压接近最大值。随着充电器关断,电池开始放电,最终达到最小电压,D 触发器清零,然后 Q1 关断,充电周期重复。

用于电池充电器的独立式自动重启解决方案

图 1:自动重启电路的方框图

CHARGE CURRENT C/10 DETECTION:充电电流 C/10 检测

用 LTC2912-3 实现之前介绍的大部分功能。这款具闭锁控制的电压监视器在图 2 所示电原理图的中央。

用于电池充电器的独立式自动重启解决方案

图 2:前述解决方案的电原理图

BATTERY:电池

电原理图和电路介绍

所测试的是 12V、3000mA/h 锂离子电池。该电池由采用了 LTC4012-2 的演示电路板 DC1256A 上安装的充电器充电。该充电器由图 2 所示的自动重启电路控制。

如果电池充电,那么 LTC2912-3 的 VH 输入上的电压高于 0.5V,/UV 输出为高电平。Q2 接通,/LATCH 引脚为低,输出 OV 闭锁在高电平状态。相应地,Q1 接通,LTC4012 处于关断模式。只要 /LATCH 引脚为低,OV 闭锁在高电平状态,LTC4012 就继续保持关断状态。

最后,由于自放电或已加负载,电池电压开始下降。当电池电压降至低于 12V 时,VH 引脚电压 (电阻器分压器 RBT/RBB) 降至低于 0.5V,/UV 输出状态从高电平变为低电平。然后 Q2 断开,从而清除闭锁。信号 OV 状态变为低电平,Q1 断开,充电过程启动。

在充电过程中,LTC4012 的 /CHRG 引脚处于低阻抗状态,这使 VL 引脚连至 GND。随着充电电流降至 C/10,/CHRG 引脚改变状态,VL 引脚上的电压随之上升。当这个引脚上的电压达到 0.5V (电阻器分压器 RCT/RCB) 时,OV 引脚的状态从低电平变为高电平,Q1 接通,RUN 引脚拉低,LTC4012 进入停机模式。/LATCH 引脚为低电平,U1 将 OV 锁定为高电平,直至电池电压再次降至 12V 且这个过程开始重复为止。建议的电路与 LTC4012 互连,相应引脚由虚线围绕,以与 LTC2912 U1 的引脚相区分。

电流验证和测量

为了验证电路功能,将一个数据记录器连至充电器-电池系统。对电池电压和电流进行采样和存储。为了方便电池的自放电并缩短放电时间,在电池端子之间连接一个 100Ω 电阻器。所产生的图形如图 3 所示。在周期一开始时,输入电压 VIN 被断开,电池放电,并向负载提供“负”电流。然后,加上 VIN 后,充电周期启动,“正”的充电电流流进电池。当电池充满电以后,充电器关断,电池开始自放电。当电池电压达到最小值时,充电器接通,周期自我重复。

用于电池充电器的独立式自动重启解决方案

图 3:自动重启周期的定时图

CHARGE CURRENT:充电电流

TIME:时间

BATTERY VOLTAGE:电池电压

结论

本文介绍的电路相对简单,基于这个电路的应用可以作为非常流行的锂离子电池充电器 LTC4012 的重要配件。这个电路可通过使用单个电压监视器 LTC2912-3 实现自动重启功能,从而无需使用相当昂贵的数字控制系统。

本文作者:凌力尔特公司(现隶属 Analog Devices 公司)电源产品高级应用工程师Victor Khasiev

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高通QC授权费:包含骁龙套片和充电器两部分,QC...

Allegro MicroSystems,LLC...

新产品为集成有4个高端栅极驱动器的DC/DC电源管理IC Allegro MicroSystems,...

发表于 2018-02-12 18:22 138次阅读
Allegro MicroSystems,LLC...

2018英飞凌重点战略展望 智能化是未来专注点

据悉在2017年英飞凌电源管理及多元化市场功率半导体排名持续全球第一位,展望2018年,英飞凌将抓住...

发表于 2018-02-08 11:28 315次阅读
2018英飞凌重点战略展望 智能化是未来专注点

智能充电器资料

发表于 2018-02-06 10:02 452次阅读
智能充电器资料

60v转12v转换器电路图(五款模拟电路设计原理...

本文主要介绍了60v转12v转换器电路图(五款模拟电路设计原理图详解)。直流电压通过推挽式变换逆变为...

发表于 2018-02-06 09:01 1858次阅读
60v转12v转换器电路图(五款模拟电路设计原理...

电子产品性能提升中,如何防止“安全”掉链子

最火手游“王者荣耀”将玩家分成“青铜、白银、黄金...”等段位。笔者从青铜开始打到最强王者。是不是电...

发表于 2018-02-05 09:44 1904次阅读
电子产品性能提升中,如何防止“安全”掉链子

镍氢电池充电器设计方案汇总(五款模拟电路设计原理...

本文主要介绍了镍氢电池充电器设计方案汇总(五款模拟电路设计原理图详解)。镍氢电池耐过充电、过放电能力...

发表于 2018-02-03 16:26 1185次阅读
镍氢电池充电器设计方案汇总(五款模拟电路设计原理...

制作6v镍氢电池充电器(两款镍氢电池充电器制作方...

本文主要介绍了两款制作6v镍氢电池充电器的方法详解。单体镍氢电池的标称电压为1.2v,充电终止电压为...

发表于 2018-02-03 16:10 1034次阅读
制作6v镍氢电池充电器(两款镍氢电池充电器制作方...

1.2v镍氢电池充电电路图(六款镍氢电池充电电路...

本文主要介绍了1.2v镍氢电池充电电路图(六款镍氢电池充电电路途详解)。镍氢电池充电时,当恒定电流刚...

发表于 2018-02-03 15:53 2091次阅读
1.2v镍氢电池充电电路图(六款镍氢电池充电电路...

一款优质电源必然具备:启动性设计

一款优质电源必然具备启动性能好、转换效率高等特点,但你有没有想过宽压电源的输入电压范围那么广,而电源...

发表于 2018-02-02 09:33 4410次阅读
一款优质电源必然具备:启动性设计

偏置时序控制要求,如何让电源不“跑偏”!

射频(RF)和微波放大器在特定偏置条件下可提供最佳性能。偏置点所确定的静态电流会影响线性度和效率等关...

发表于 2018-01-30 09:16 429次阅读
偏置时序控制要求,如何让电源不“跑偏”!

简单解析手机充电器的工作原理

刚好前段时间拆了两个充电器,看下里面的电路就明白了。鉴于网络上不明真相出来误导人的特别多,很多网站竟...

发表于 2018-01-29 22:20 3691次阅读
简单解析手机充电器的工作原理

2017年燃料电池行业发生的大事件TOP10

据中国氢能源网2017年12月12日报道,Christopher Howe小组的研究人员以及剑桥石墨...

发表于 2018-01-26 09:30 3809次阅读
2017年燃料电池行业发生的大事件TOP10

锂离子电池的隔膜检测手段和方法

隔膜的作用是使电池的正负极分开,防止正负极接触而引发安全问题,同时,其微孔结构可以使得电解液离子通过...

发表于 2018-01-26 09:17 3052次阅读
锂离子电池的隔膜检测手段和方法

乐视QC3.0充电器拆解:辰阳版/坤兴版的区别在...

近期,乐视发布了超级手机二代三款机型,其中乐2和乐2Pro均搭载了新一代乐闪充技术,支持电压动态调节...

发表于 2018-01-25 18:36 882次阅读
乐视QC3.0充电器拆解:辰阳版/坤兴版的区别在...

第二代多处理器SoC,实现最佳低成本电源解决方案

Xilinx Zynq UltraScale+ MPSoC设计有多个电源域,然后每个电源域会进一步细...

发表于 2018-01-25 09:29 2409次阅读
第二代多处理器SoC,实现最佳低成本电源解决方案

反激开关MOSFET源极流出的电流精细剖析

大家都知道这个尖峰是开关MOS开通的时候出现的,根据反激回路,Ids电流环为Vbus经变压器原边、然...

发表于 2018-01-25 09:23 2402次阅读
反激开关MOSFET源极流出的电流精细剖析

一鑫创研的无线充电器方案怎么样?

发表于 2018-01-24 17:45 184次阅读
一鑫创研的无线充电器方案怎么样?

选择一鑫创研无线充电器厂家的镶嵌无线充电器怎么样?

发表于 2018-01-24 17:40 848次阅读
选择一鑫创研无线充电器厂家的镶嵌无线充电器怎么样?

完整的充电器设计方案

发表于 2018-01-24 17:31 381次阅读
完整的充电器设计方案

智能充电器资料

发表于 2018-01-24 17:23 237次阅读
智能充电器资料

三款经典7.4v锂电池充电电路图详解(7.4v锂...

本文主要介绍了三款经典7.4v锂电池充电电路图详解(7.4v锂电池充电芯片)。7.4V为标称电压,最...

发表于 2018-01-24 15:21 4482次阅读
三款经典7.4v锂电池充电电路图详解(7.4v锂...

蓝牙耳机给锂电池充电电路图

本文主要介绍了蓝牙耳机给锂电池充电电路图,蓝牙耳机多采用锂电池供电,其电压范围为2.7V至4.2V。...

发表于 2018-01-24 12:49 657次阅读
蓝牙耳机给锂电池充电电路图

充电器充满变灯电路图(五款充电器充满变灯指示电路...

本文主要介绍了充电器充满变灯电路图,并对几款充电器充满变灯指示电路进行了详细解析供大家参考,电池过度...

发表于 2018-01-24 10:22 3405次阅读
充电器充满变灯电路图(五款充电器充满变灯指示电路...

48v充电器改12v最简单(三种48v充电器改1...

本文主要介绍了48v充电器改12v最简单(几种48v充电器改12v图解)。48V充电器是最普及的充电...

发表于 2018-01-24 09:40 8806次阅读
48v充电器改12v最简单(三种48v充电器改1...

介绍一款基于单片机的充电器方案

发表于 2018-01-21 17:28 380次阅读
介绍一款基于单片机的充电器方案

请教大家一个供电问题,某居民楼自备一台发电机,当旁晚该楼用电负荷增大的时候

发表于 2018-01-16 11:40 605次阅读
请教大家一个供电问题,某居民楼自备一台发电机,当旁晚该楼用电负荷增大的时候

高性价比PD方案!!!

发表于 2017-12-22 11:53 175次阅读
高性价比PD方案!!!