一次性电池不能够充电,彻底放电后的电池即为作废电池。二次电池能够屡次充电,但不同的化学特性对充电的要求也不同,特别是“快充”操控。现在,最常用的可充电电池是Li+、镍氢(NiMH)、镍镉(Nicd)和铅酸电池,其它类型的电池还许多,但没有大规模投入运用。由于本文仅评论运用沟通适配器供电的充电器规划,没有考虑轿车电源供电的SLI铅酸电池或更大容量电池的充电器。
不同化学类型的电池对充电器的要求
一般快速充电比涓流充电更受欢迎,但快速充电对电路的要求也杂乱,镍氢或镍镉电池的快速充电技能与其它电池也是不同的。镍镉和镍氢电池一般在恒流状况下快充,而不是恒压状况下。快充中止检测根据电压和温度的改变率,充电器还应具有过压维护和过热维护功用。Li+和铅酸电池充电器有必要确保作用到电池上的电压和电流最大值在规则的规模内,当电池电压维持在最大单节电池电压,充电电流下降到一个较低值时,充电器中止充电。Li+和铅酸电池充电器的差异在于所答应的充电电流、最大电池电压,别的铅酸电池充电器一般具有浮充才能(浮充是为了弥补铅酸电池的自放电,而对一个现已彻底充溢的电池持续输入充电电流的技能),Li+电池的自放电十分低,所以不需求浮充。
Li+电池
为便携式产品挑选电池时,最重要的是高能量密度、尺度、分量和价格。迄今为止,Li+电池在最为盛行的电池中能够供应最高的体积和能量密度,但其每瓦时的本钱也较高。铅酸电池的每瓦时本钱最低,但比较粗笨。本文以Li+电池为例评论充电器的规划,它在便携式产品中现已被遍及运用。咱们挑选780mA的充电电流和4.2V的中止电压。
图1：通用输入沟通电压的离线式Li+电池充电器。
图1所示充电器无需微处理器干涉,输入电源能够选用全球规模的任何沟通电源,省去了大体积60Hz变压器,并且可供应单节Li+电池所要求的准确的充电电压和电流。充电器IC(U4)集成了全面的维护功用(电压、电流和自维护),确保Li+电池的安全充电。
假定Li+电池带有过流、过压和过热维护,这些维护特性在电池包里是必需的,由于充电期间一旦电路呈现毛病,Li+电池将存在很大的危险性,过流、过压或温度过高都有或许形成Li+电池爆破。
电路描绘
图1包含两颗主器材(U1和U4)、精细基准(U3)和光耦(U2)。U1是离线式开关操控器,合作阻隔变压器、光耦和基准发生阻隔的稳压直流输出。直流电压供应电池充电器(U4),U4供应电流约束、电压调理、电池充电和充电指示等功用。本计划中,U4是一款简略的线性充电器,内置调整管,结合其热操控环路供应快速充电。
MAX5022的特性
U1(MAX5022)在宽输入规模的使用中很简单规划,本文所供应的计划要求能够满意全球各地的沟通电源标准,这儿假定通用的输入电源电压规模为85VAC至265VAC。MAX5022的输入规模目标以及评价板电路的输入规模刚好满意这一需求。关于图1所示充电器的电源端MAX5022评价板不需求作任何修正,阻隔端只需对评价板的电阻值稍作修正。
关于更大功率的使用,只需选取功率较大的开关管和能够处理更大功率的变压器即可。图1所示电路要求充电电流为780mA,最大电池电压为4.2V。对充电电源的要求与MAX5022评价板所供应的输出相吻合：5V@1A,因而,不需求替换评价板的晶体管和变压器。U4选用SOT23封装,所以,充电器的尺度在很大程度上取决于使用对充电电源的需求。变压器是电路中尺度最大的元件,由于开关操控器的作业频率大于250kHz,答应体系选用小尺度的变压器。
上电时,在开关操控器作业之前,U1调理器直接经过走漏电阻R1、R2从整流通路汲取少数的电流,两个电阻阻值确保每个电阻上的压降不会超出每个电阻的容限,Vin引脚电压不会超出其28V额定值(30V为肯定最大值),U1在输入电压到达24V时开端开关操作,并汲取更大的电流(高于R1、R2所能供应的电流),在变压器副边线圈能够供应满足的能量之前,额定的电流由Vin引脚的旁路电容供应。这种处理方式能够合适较宽的输入电压规模,对功率的影响也很小,这是由于在发动过程中只需极小的供电电流(典型值为50uA)。
为了避免U1的Vin引脚呈现过压,能够在Vin与地之直接一个26V至30V的齐纳管,电压值需求高于欠压锁存电压的最大值,低于该引脚所答应的最大肯定电压。假如器材没有发动正常的开关操作,则能够为电路发生了某些问题,所以,这一维护措施关于U1来说并不是必需的。
U1是一款电流形式PWM操控器,具有逐周期限流电路,必要时其占空比能够提高到75%,十分合适图1所示的反激拓扑。原边开关电流检测选用尺度为1206的1.78Ω电阻(R7),该电阻约束了变压器原边的最大电流。固定开关频率和最大占空比约束使得最大限流具有输出短路维护功用。
一旦短路输出形成电路到达了上述约束条件,第三组线圈将无法供应10V以上的电压(UVLO的低电压门限),U1将再次进入发动状况,中止开关操作。短路毛病免除后体系会主动康复正常的作业状况。
