集成功率FET的鋰離子開關(guān)充電器
出處:liudewei 發(fā)布于:2007-12-20 16:46:25
bq241xx系列開關(guān)充電器是對(duì)過(guò)熱問(wèn)題的簡(jiǎn)便解決方案。內(nèi)置功率FET能夠提供高達(dá)2A的充電電流。同步PWM控制器的工作頻率為1.1MHz,輸入電壓可達(dá)18V,非常適用于由單節(jié)、雙或三節(jié)電池組供電的系統(tǒng)。該系列開關(guān)充電器具有的高電壓、高電流、高效率等優(yōu)異特性,并且與集成的反向漏電保護(hù)和內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償電路一起,井然有序地排列在小型QFN封裝(3.5X4.5mm)中,既可節(jié)省板級(jí)空間,還能縮短系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)間。
基于bq24103的設(shè)計(jì)范例如圖1所示。在這個(gè)設(shè)計(jì)中,適配器電壓為12V,電池組為1800mAH的2S鋰離子電池,電池穩(wěn)壓要求為4.2V/節(jié),電池截止電壓為3V/節(jié),快速充電電流為1.2A,預(yù)充電與終止電流為120mA,安全定時(shí)器滿量程為5小時(shí)。下面將通過(guò)計(jì)算選擇合適的電感、電容和電阻元件。
確定電感L的值
假設(shè)紋波電流為30%,則電感可由式(1)求出:

其中L=8.2µH。為防止電感飽和,電感飽和電流應(yīng)大于峰值電流。

因此可選擇8.2µH、1.6A、39mΩ SumidaCDRH5D28電感。

確定輸出電容C的值
內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償?shù)闹C振頻率fO約為16kHz。為達(dá)到的環(huán)路穩(wěn)定性,電容C的值為:

因此選擇10µF、25VX7R1206陶瓷電容。
確定檢測(cè)電阻RSNS的值
RSNS上的電壓VRSNS等于100mV~200mV,為獲得標(biāo)準(zhǔn)的電阻值,將VRSNS設(shè)定為120mV,則:

因此選擇1%、100mΩ、0.25W電阻。
確定RSET1與RSET2的值
已知VISET1=1.0V、VISET2=0.1V、KSET1=KSET2=1000V/A。

電阻。 因此選擇1%、8.33kΩ
確定C1的值
C1用于設(shè)定快速充電定時(shí)器,可通過(guò)下式計(jì)算C1的值。

為實(shí)現(xiàn)較好的溫度性能,請(qǐng)選擇0.12µF或0.1µF的X5R或X7R陶瓷電容。
確定RT1與RT2的值
RTS為熱敏電阻的電阻,其電阻值隨溫度降低而變小。使用一個(gè)103AT-2熱敏電阻,并假設(shè)該電阻在低溫、高溫環(huán)境下的電阻值分別為RTS_Cold=27306Ω(0℃)、RTS_Hot=4935Ω(45℃)。
低溫下的電壓閾值VLTF=73.5%×VTSB,高溫下的電壓閾值VHTF=34.4%×VTSB。所以:

由以上方程可以得出RT1=9.31kΩ、RT2=475kΩ。

圖2 中顯示了使用 bq24103 EVM的效率值曲線。為提高效率,在PCB設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循以下設(shè)計(jì)原則:1)電源連線盡可能短,線間距盡可能大;2)電源級(jí)與控制級(jí)應(yīng)分別接地,并且在單點(diǎn)上進(jìn)行連接;3)去耦電容盡量靠近引腳;4)化電流傳感反饋環(huán)路;5)電感盡量靠近OUT引腳。
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