【導讀】本文介紹了車(chē)載充電器的幾種充電電路方案,單片34063方案低成本;34063+NPN(NMOS)實(shí)現擴流的車(chē)充方案可以滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的充電電流能力的需求;用2576+358+穩壓管的方案實(shí)現了可靠、安全、完善的鋰電池充電方案。
常規用于汽車(chē)電瓶(轎車(chē)12V, 卡車(chē)24V)供電的車(chē)載充電器, 大量使用在各種便攜式、手持式設備的鋰電池充電領(lǐng)域, 諸如: 手機, PDA, GPS等;
車(chē)充既要考慮鋰電池充電的實(shí)際需求(恒壓CV,恒流CC,過(guò)壓保護OVP),又要兼顧車(chē)載電瓶的惡劣環(huán)境(瞬態(tài)尖峰電壓,系統開(kāi)關(guān)噪聲干擾,EMI等);因此車(chē)充方案選取的電源管理IC必須同時(shí)滿(mǎn)足:耐高壓,高效率,高可靠性,低頻率(有利于EMI的設計)的開(kāi)關(guān)電源芯片;通俗講就是要求“皮實(shí)”。
常見(jiàn)的車(chē)充方案簡(jiǎn)介如下:
[1] 單片34063實(shí)現的低端車(chē)充方案示意圖
![[1] 單片34063實(shí)現的低端車(chē)充方案示意圖](/editorfiles/20151117130919_7150.jpg)
優(yōu)點(diǎn)::低成本;
缺點(diǎn):(1) 可靠性差,功能單一;沒(méi)有過(guò)溫度保護,短路保護等安全性措施;
(2) 輸出雖然是直流電壓,但控制輸出恒流充電電流的方式為最大開(kāi)關(guān)電流峰值限制,精度不夠高;
(3) 由于34063為1.5A開(kāi)關(guān)電流PWM+PFM模式(內部沒(méi)有誤差放大器),其車(chē)充方案輸出直流電壓電流的紋波比較大,不夠純凈;輸出電流能力也非常有限;(常見(jiàn)于300ma~600ma之間的低端車(chē)充方案中)
[2] 34063+NPN(NMOS)實(shí)現擴流的車(chē)充方案示意圖
![[2] 34063+NPN(NMOS)實(shí)現擴流的車(chē)充方案示意圖](/editorfiles/20151117130859_4342.jpg)
優(yōu)點(diǎn):在[1]方案的基礎上擴流來(lái)滿(mǎn)足不斷增長(cháng)的充電電流能力的需求;
缺點(diǎn):同樣存在[1]方案中類(lèi)似的不足;
[3] 用2576+358+穩壓管的方案示意圖
![[3] 用2576+358+穩壓管的方案示意圖](/editorfiles/20151117130840_8036.jpg)
優(yōu)點(diǎn):(1) 由于2576內置過(guò)流保護、過(guò)溫度保護等安全措施,結合358(雙運放)來(lái)實(shí)現輸出恒壓CV,恒流CC,過(guò)壓保護OVP等功能;實(shí)現了可靠、安全、完善的鋰電池充電方案;
(2) 由于2576為固定52K PWM變換器,使得車(chē)充的EMI設計相對容易;
(3) 由于2576和358均為40V高壓雙極工藝制造,更加“皮實(shí)”;
(4) 這種方案常用在0.8A ~ 1.5A左右的車(chē)充中;
缺點(diǎn):(1) 系統相對復雜,成本較高;
(2) 恒流CC和過(guò)壓保護OVP是通過(guò)358的輸出去控制2576的EN來(lái)實(shí)現的,因此充電電流有比較大的紋波,CC和OVP的響應速度也不夠快(是通過(guò)切換2576是否工作來(lái)實(shí)現的);
[4] XLSEMI設計單片車(chē)充IC XL4002示意圖
![[4] XLSEMI設計單片車(chē)充IC XL4002示意圖](/editorfiles/20151117130822_4327.jpg)
基于車(chē)充領(lǐng)域的系統需求,上海芯龍半導體有限公司提供專(zhuān)用于車(chē)充方案的系列單片IC;內部除了常規的過(guò)流保護,過(guò)溫度保護,輸出短路保護外,還內置了專(zhuān)用于鋰電池充電的CV,CC,OVP;相當于把[3]方案中的2576+358+穩壓管等功能模塊全部集成到一顆IC中;
優(yōu)點(diǎn):除了具有[3]方案中對應的優(yōu)點(diǎn)外,還有:
(1) 專(zhuān)用于車(chē)充的全集成方案,系統成本低,可靠性高;
(2) IC內部CV,CC,OVP都是通過(guò)控制PWM實(shí)現的;因此,輸出電壓,輸出電流,輸出過(guò)壓保護的精度更高,響應速度很快;
(3) 芯龍提供充電電流在0A ~ 3A之間車(chē)充的一系列高性?xún)r(jià)比產(chǎn)品;
缺點(diǎn):(1)工作頻率低(52KHz),外接電感大(100uH);
(2)外圍元件復雜,外接肖特基二極管;
(3)工作效率低(《90%)
[5] 5202單片車(chē)充IC 方案
![[5] 5202單片車(chē)充IC 方案](/editorfiles/20151117130805_8464.jpg)
優(yōu)點(diǎn):除了具有[34]方案中對應的優(yōu)點(diǎn)外,還有:
(1)工作頻率高(340KHz),外接電感?。?0uH);
(2)外圍元件簡(jiǎn)單,內置肖特基二極管;
(3)內置開(kāi)關(guān)MOSFET 內阻?。ā?30mΩ) 工作效率高(〉90%)