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升压DC-DC稳压器转换为电流源进行电池充电

星星科技指导员 来源:ADI 作者:ADI 2023-03-07 14:28 次阅读

MAX1771 DC-DC控制器内置升压DC-DC控制器,构成简单的开关模式电流源,可用于电池充电。电压控制环路被禁用,以便电流控制环路提供调节。

图1所示的开关稳压器包括独立的电流和电压反馈环路,用于维持稳压。通过禁用电压环路,您可以使用电流环路来实现通用电流源。

poYBAGQG2ZeAGvp2AAAoQEcp6v8375.gif


图1.所示连接将该开关模式稳压器转换为通用电流源。

首先,将5V施加到V+。由于芯片在该端子上期望有12V的反馈,因此它假设失去调节并将控制权转移到电流环路。这种工作模式允许通过Q1的电流斜坡增加,导致CS(引脚8)上的电压增加,直到达到内部比较器门限(210mV)。然后,定时电路关断Q1,固定的2.3μs,循环重复。结果是电感电流相对恒定,这也是负载电流(图 2)。

pYYBAGQG2ZiAalarAAAzode4-6s601.gif


图2.如图所示,Q1的栅极驱动和通过L1的电流相关。

使用适当的元件值,电路可在很宽的输入电压范围内产生恒定电流。图1电路(如图所示为元件值)是镍镉电池的快速充电器,可提供600mA充电电流。计算如下:

峰值电感电流为IPEAK = VSENSE/R1,其中VSENSE是电流检测比较器的210mV门限。抖动电流(负载电流交流分量的峰峰值)为:

(1) IDITHER = VBATT tOFF/L,

其中VBATT是电池电压,tOFF是前面提到的2.3μs间隔,L是L1的电感。

如图2所示,平均电感电流为IAVE = IPEAK - 1/2IDITHER。从上面替换,

poYBAGQG2ZiAfqbcAAABmR7EOLg761.gif

首先,为建议的电流源选择一个平均电流(本电路中为600mA)。接下来,确定V的标称值巴特(本例中为 4.8V)。接下来,为了确保交流(相对于直流)分量相对较小,请将公式1中的抖动电流设置为小于0.2I大道并求解 L:

pYYBAGQG2ZmAEvnSAAAFbCvLDwE643.gif

(使用 L = 100μH。
接下来,将此L值(100μH)代入公式2并求解R1:

poYBAGQG2ZmAcoR5AAACt8mBDKw440.gif

(使用 R1 = 300mΩ。

三种形式的错误导致I大道偏离规定的600mA(图3):V变化意义、通过比较器和 MOSFET (Q1) 的延迟,以及检流电阻 R1 的容差。在较低电压下,最大的误差是V的误差意义,IC1数据手册中指定为210mV ±30mV或约14%。(在该电路中,该值约为190mV。

pYYBAGQG2ZmACL_3AAAUyJEdlGg054.gif


图3.如文中所述,电流源误差随输入电压而增加。

在较高电压下,延迟会导致峰值电流超过电流限值。您可以通过选择电感值来最小化此错误,如下所示:

(5)L (in µH) > 5.5 (VIN VBATT),

以伏特为单位的 VIN 和 VBATT。

其他错误源 - VBATT,tOFF和L的变化 - 相对较小,因为它们与IDITHER有关,IDITHER仅限于IAVE的一小部分。

审核编辑:郭婷

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