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电子发烧友网>电子资料下载>电源技术>使用LM5122同步升压控制芯片设计升压锂电池充电的详细资料说明

使用LM5122同步升压控制芯片设计升压锂电池充电的详细资料说明

2019-03-29 | pdf | 0.75 MB | 次下载 | 2积分

资料介绍

  本文介绍了采用 LM5122 同步升压控制芯片,设计了一款升压锂电池充电方案,其适合在车载或其它工业类应用中备份电源或者其它充电应用。介绍了如何用 LM5122 实现锂电池充电所需的恒流恒压充电,并采用 LM5122 的 UVLO 功能来实现停止充电及重新充电功能。

  目前,在锂电池充电的解决方案中,很多方案是采用降压变换器的方式来实现对锂电池充电。但在某些应用中,如车载,或工业类应用中(其通用的输入电压为 12V 或 24V),需要给多节(》6s)锂电池充电时,降压充电器就遇到了困难。在这类应用中,如果采用降压充电解决方案,需要对 12V 或 24V 输入电压进行升压,然后再降压。这样的系统方案成本较高,转换效率不高且系统复杂。

  针对这类应用,需要设计一款升压型的锂电池充电解决方案。而在设计升压锂电池充电方案之前,我们需要了解一些锂电池充电的一些特性,即锂电池充电为什么需要采用恒升恒流的充电方式。

  如图 1 所示(1),当充电压高于锂电池最高允许的充电电压时,电池的寿命会迅速减少。有些客户为了延长电池寿命,在设计时,会降低锂电池充电电压,但这会使电池的有效容量降低。如图 2 所示(1),当充电电压从 4.2V 降到 4.1V 时,电池有效容量会降低 10%左右,不能达到对锂电池的有效利用。所以在设计时,需要较高精度的充电电压。

  参数规格

  本文中升压方案的规格如下:

  输入电压范围:9V~15V

  锂电池规格:6S(4.2V),2400mAh

  则所需设计的升压充电方案的输出为 1.2A 恒流,25.2V 恒压输出。

  实验是基于 LM5122EVM-1PH 上进行修改验证的。功率部分的线路在 LM5122EVM 板上做如下修改:1) 去掉输出瓷片电容 C6 及电解电容 C12。2) 在瓷片电容 C9 与 C7 之间,插入一个 20mohm 的检测电阻。3) 去掉 R28。

  控制线路的原理图如图 5 所示。其采用 TPS7B6950QDCYRQ1 从输入电压产生一个 5V 电压,为控制板提供电源及参考电压。INA169 采样输出电池电流。采样的电流信号与电池电压采样信号通过 TLV272,对 LM5122 进行恒流恒压控制。同时电流信号与电压信号通过 TLV3202 与基准电压进行比较,再经过一个或非门及一个小 MOS 对 LM5122 的 UVLO 进行控制,来实现停止充电及再充电的控制。


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