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点击率最高经典充电电路设计集锦

1.手机万能充电电路图手机万能充电电路图如下:原理离子电池以其体积小、容量大、重量轻、无记忆效应、无污染、电池循环充放电次数多(寿命长)等优点,现已普遍地在手机上使用。但在实际使用中有不少人…

 1. 手机全能充电电路图

  手机全能充电电路图如下:

  

  原理

  离子电池以其体积小、容量大、分量轻、无回忆效应、无污染、电池循环充放电次数多(寿数长)等长处,现已普遍地在手机上运用。但在实际运用中有不少人会觉得锂离子电池的寿数很短,用不了多久就充不上电了,其实都是因为充电不妥形成电池的损坏。锂离子电池充电条件要求严厉,充电操控要求精度高,对过充电的承受才能差,假如用一般的充电器对其充电,必定会因过充电而损坏。因而,锂离子电池的充电器有必要契合锂离子电池的充电特性要求。

  锂离子电池的充电进程分两阶段进行,首要用恒流充电到4.2V+0.05V,即转入4.2V±0.05V恒压的第二阶段充电,恒压充电电流会跟着时刻的推移而逐步下降,待充电电流降到0.1CmA时,标明电池已充到额定容量的93%或94%,此刻即可以为根本充溢,假如持续充下去,充电电流会渐渐下降到零,电池彻底充溢。恒流充电率为0.1CmA~1.5CmA(CmA:当电池额定容量为1000mAh时,则1.0CmA充电率表明充电电流为 1500mA,依此类推)。标准充电率为0.5CmA,约需2小时可将电池电压(放电到3.0V的电池)充到4.2V,再转入恒压充1小时左右,即可完毕充电。整个充电进程约需3小时,当充电率为1.5CmA时,第一阶段的充电时刻只约需1/2小时。

  

  此充电器主要有恒流源、恒压源和电池电压检测操控三部分组成。

  元件有:

  

  2. USB供电的充电电路图及原理介绍

  USB充电电路图及原理介绍

  除直接供电USB器材外,USB更有用的一个功用是用USB电源进行电池充电。因为许多便携设备(如MP3播放机,PDA)与PC交流信息,所以,电池充电和数据交流一起在一条缆线进步即将会使设备方便性大大增强。把USB和电池供电功用结合起来,扩展了“非受限”设备(如移动web相机衔接PC或不衔接 PC作业)的作业规模。在许多情况下,不必带着不方便的AC适配器。

  从USB对电池充电可以杂乱也可以简略,这取决于USB设备要求。对规划有影响的要素通常是“本钱”、“巨细”和“分量”。其它重要的考虑包含:1)当设备刺进到USB端口时,带放电电池的设备可以以多快的速度进入彻底作业状况;2)所答应的电池充电时刻;3)受USB约束的电源预算;4)包含AC适配器充电的必要性。本文从电源观念胪陈USB之后,将针对这些问题给出解决计划。

  

  图1 USB电压降(来自通用串行总线规则Rev2.0)

  

  图2 USB器材插孔

  

  图3 从USB简略充电100mA和从AC适配器充电350mA不需求枚举,这是因为USB充电电流不超越“一个单元负载”(100mA)。3.3V体系负载总是从电池罗致电流。

  USB电源

  一切主机USB设备(如PC和笔记本电脑)至少可以供出500mA电流或每个USB插口供给5个“单元负载”。在USB述语中,“一个单元负载”是 100mA。自供电USB插孔也可以供给5个单元负载。总线供电USB插孔确保供给一个单元负载(100mA)。依据USB标准和图1的阐明,在缆线外设端,来自USB主机或供电插孔的最小有用电压是4.5V,而来自USB总线供电插孔的最小电压是4.35V。这些电压在为锂离子电池充电时(一般需求 4.2V),其余量是很小的。

  刺进USB端口的一切设备开端罗致的电流不得大于100mA。在与主机通讯后,器材可决议它是否可以占用整个500mA。

  USB外设包含两个插孔中的一个。两个插孔都比PC和其他USB主机中的插口要小。“SeriesB“和更小的“Series Mini-B”插孔示于图2。从SeriesB的引脚1(+5V)和4(地)和Series Mini-B的引脚1(+5V)和5(地)得到电源。

  一旦衔接,一切USB设备需求主机对其加以辨认。这称之为“枚举”。在辨认进程中,主机决议USB设备的电源以及是否为其供电,关于被认可的设备可以将负载电流从100mA增大到500mA。

  简略的USB/AC适配器充电电路

  某些十分根本的设备不期望额定的软件开支,此开支对有用USB电源的分类和最佳运用是需求的。若设备负载电流约束到100mA(在USB中称之为“一单元负载”),则任何USB主机、自供电插孔可以对设备供电。关于这样的规划,一个十分根本的充电器和稳压器电路示于图3。

  每逢器材衔接USB或刺进AC适配器时,此电路就为电池充电。在同一时刻,体系负载总是衔接到电池,在这样的情况下,经过简略的线性稳压器(U2)可供给高达200mA电流。若体系接连地罗致这样的电流量而电池正在以100mA电流从USB充电,则电池仍将放电,这是因为负载电流超越了充电电流。在大多数的小体系中,峰值负载只发生在总作业时刻的一小部分时刻内,所以只需求均匀负载电流小于充电电流,电池仍将充电。当衔接AC适配器时,充电器(U1)最大电流添加到350mA。若在同一时刻衔接USB和AC适配器,则AC适配器主动处于优先供电的位置。

  U1 的一个特性是USB标准所要求的(也是一般充电器的规律),即决不答应电流从电池或其他电源输入回馈到电源输入。在一般充电器中,用输入二级管可确保做到,但最小的USB电压(4.35V)和所需的锂离子电池电压(4.2V)之间的差值很小,乃至用肖特基二极管也是不合适的。基于此原因,在U1 IC中断开悉数反向电流通路。

  图 3的电路有一些约束性,使它不适于一些可充电的USB设备。最显着的约束性是其恰当低的充电电流,使得对大于几百毫安一小时的锂离子电池充电消耗时刻很长。第二个约束是负载(线性稳压器输入)总衔接到电池。在这种情况下,体系不可以在刺进后当即作业,这是因为电池深度放电,在电池到达一个满意的电压使体系作业之前有一段推迟时刻。

  负载切换和增强型电路

  在更先进的体系中,充电器或环绕充电器需求一些增强功用。这包含可挑选的充电电流以习惯不同电源或电池的供电才能,刺进电源时的负载切换以及过压维护。图4所示电路添加了这些功用,它是借助于充电器%&&&&&%电压检测器驱动的外部MOSFET完成的。

  MOSFET Q1和Q2以及二极管D1和D2旁路电池,直接衔接有用(USB或AC适配器)电源输入与负载。当电源输入有用时,DC输入具有优先位置;U1避免在同一时刻两个输入都有用。二极管D1和D2避免经过“体系负载”电源通路发生的输入之间的反向电流,而充电器具有内置电路扫除经过充电通路(在BATT)的反向电流。

  MOSFET也供给AC适配器过压维护(高达18V)。欠/过压监控器使AC适配器电压只在4V和6.25V之间。

  MOSEFT Q3在不存在有用外部电源时导通,使电池衔接到负载。当USB或DC电源衔接时,PON(电源开关)输出当即断开Q3,使电池与负载断开。体系在加外部电源时能当即作业,既使电池深度放电或损坏也能当即作业。

  当衔接USB时,USB器材与主机通讯决议负载电流是否可以添加。若主机答应,负载开端在一个单元负载并添加到5个单元负载。5到1个单元负载的电流规模关于一般充电器(不是规划用于USB)来说存在一个问题。一般充电器的精度,虽然可满意高电流要求,但通常在低电流设置方面不能满意要求,这是因为电流检测电路的误差形成的。其结果是小规模充电电流(1个单元负载)有必要设置得满意低,以确保不会超越100mA约束。例如,关于500mA的10%精度而言,输出有必要设置为450mA,以确保它不会超越500mA。这仅仅是可承受的;但是,为了确保低充电电流不超越100mA ,其额定电流有必要设置为50mA,而最小值或许是0mA,这显然是不行承受的。若USB充电在两个规模都有用,则需求有满意的精度,使得最大或许的充电电流不超越USB限值。

  在某些规划中,体系电源要求用小于500mA USB预算别离供电负载和充电电池是做不到的,但用AC适配器就不成问题。图5所示电路(图4的简化子体系)是一个经济的衔接办法。USB电源不直接接到负载。充电和体系作业依然发生在USB电源,但体系坚持与电池的衔接,其约束和图3相同:在衔接USB时,若电池深度放电,则体系可以在作业前有一段推迟。若衔接DC电源,则图5作业状况与图4相同,无等待时刻,与电池状况无关,这是因为Q2截止,经过D1体系负载从电池转到DC输入。

  3. 镍氢电池充电电路

  虽然锂离子电池能为大多数便携设备供给最好的功用,但NiMH(镍氢)电池依然是低本钱规划的可行挑选。在负载要求不是太严厉时,坚持低本钱的一个好办法是用NiMH电池。这需求一个DC-DC变换器升压,一般从1.3V电池电压提升到器材可用的电压(一般为3.3V)。因为任何电池供电器材需求稳压器,所以,DC-DC变换器仅仅是一个不同的稳压器。

  图6所示电路,用共同的办法为NiMH电池充电,而且不必外部FET在USB输入和电池之间切换体系负载。“充电器”实际上是一个作业在电流约束下的 DC-DC升压变换器(U1)。以300和400 mA之间的电流为电池充电。虽然没有精细的电流源,但它具有恰当的电流操控,乃至在电池短路时也可以坚持电流操控。DC-DC充电拓扑相关于一般线性计划的最大优势是能有用地使用有限的USB电源资源。在以400mA电流NiMH电池充电时,电路从USB输入仅罗致150mA。而充电时剩下350mA用于体系。

二极管D1完成从电池到USB的负载拉出。不连

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