通過在鋰電池充電器IC中增加一個雙通道運算放大器和一些其他元件,您可以將充電電壓調(diào)節(jié)到標準鋰電池(3.6V至4.2V)范圍內(nèi)的任意水平。
鋰電池多年來一直由許多制造商生產(chǎn),它們已經(jīng)形成了一種相當標準的產(chǎn)品——最大充電電壓為 4.2V ±1%。因此,目前可用于為鋰電池充電的大多數(shù)IC都設(shè)計為4.2V充電,容差為±1%。
然而,在過去幾年中,一種不同的鋰電池技術(shù)已經(jīng)進入市場,提供更高的功率密度,接受比標準電池更高的充電和放電速率,并具有各種充電終止電壓。該設(shè)計理念修改了標準高端IC充電器的應(yīng)用電路,以提供不同的終止電壓和更高的電流速率,同時保持充電器的所有原始功能。
在這種情況下,要充電的電池是ANR26650m1型,由A123系統(tǒng)公司制造。它接受 3A (1.3C) 的標準充電模式,并可在 10A (4.34C) 下快速充電,充電終止電壓為 3.6V。因此,它代表了終止電壓范圍在4.2V和3.6V之間的電池類型。圖1所示電路是對IC應(yīng)用電路的修改,設(shè)計用于為1至4節(jié)4.2V鋰電池(MAX1737)充電。通過增加一個微功率雙通道運放(MAX4163)和一些電阻,這種修改允許為3.6V電池充電。
圖1.所示的雙通道運算放大器和相關(guān)外部元件使該鋰電池充電器能夠接受新的低壓鋰電池。
修改后還會改變檢流電阻值(R.CS),從而將充電電流限制增加到 A123 Systems 電池在標準充電 (3A) 中可接受的限制。功率元件 N1、N2、D1、D4 和 L1 適用于高達 3A 的充電電流。
對于高于 3A 的電流,外部開關(guān) N1–N2 的額定漏極電流應(yīng)較高,但漏極電壓相似。它們產(chǎn)生的總開關(guān)電荷不應(yīng)比MAX1737數(shù)據(jù)資料中建議的多得多。如果充電電流超過3A,二極管D1和D4的最大額定電流也應(yīng)增加。
MAX1737充電器內(nèi)部設(shè)置為4.2V ±0.8%)時從恒流模式(CC)切換到恒壓模式(CV)。MAX4163雙通道運放配置為修改該門限。放大器A2作為同相放大器連接,增益為1.16,因此當其輸入為3.6V時產(chǎn)生4.2V。A2 輸出連接到充電器的 BATT 端子(通常用于檢測電池電壓),因此充電器現(xiàn)在在 3.6V 的電池電壓下從 CC 切換到 CV。
A2 輸入連接到要充電的電池的正極端子。如果與A2相關(guān)的電阻具有1%容差,則終止電壓誤差為3.62V -1.1%/+1.2%。使用容差更好的電阻時,該誤差可能接近充電器的誤差(0.8%)。您還可以使用充電器的 VADJ 功能(引腳 8)獲得更高的精度。
放大器A1配置為增益為1的差分放大器。其基準電壓(差分輸入電壓為零時輸出假定的電壓)是A2輸出。A1 的輸出連接到充電器的 CS 端子。(IC將充電電流檢測為BATT和CS之間的電壓差。當下降穿過 R.CS為零,BATT 和 CS 之間的差異也為零。A1 的差分輸入通過 R 連接.CS.因此,它們兩端的電壓由一增益電路重復(fù),作為端子BATT和CS之間的電壓差,如IC要求的那樣。ISETOUT 端子設(shè)置為 1/2V裁判,電池充電至3.6V/節(jié)CV,充電電流為0.100V/R.CS以 A1 輸出交付。
受充電器檢測輸入的這些修改影響的另一個參數(shù)是允許開始完全充電的電壓(未經(jīng)修改時,此充電器為2.5V/節(jié)電池)。放大器A2將該電壓(至2.14V)的調(diào)節(jié)系數(shù)與CC/CV切換電壓的系數(shù)相同。當連接低于 2.14V 的電池電壓時,充電器進入預(yù)認證模式,在該模式下,它以 1/10 I 的速度充電外設(shè)置直到電壓升至2.14V以上。然后,它應(yīng)用完全充電速率。
雙通道運算放大器的最大電源電壓對該電路可充電的最大電池數(shù)施加了2個限制。圖2顯示了使用圖1修改電路獲得的V/I充電曲線。
圖2.圖1電路的充電電流與電池電壓的關(guān)系。
省會不會:郭婷
-
鋰電池
+關(guān)注
關(guān)注
260文章
8098瀏覽量
169936 -
充電器
+關(guān)注
關(guān)注
100文章
4126瀏覽量
114872 -
運算放大器
+關(guān)注
關(guān)注
215文章
4929瀏覽量
172830
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論