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摘要: 随着现代电子技术的发展,电子设备日益趋于便携化、多功能化,因此也对它们的供电电池提出了轻便、高效的要求。锂离子电池以其能量密度高、充放电性能优异、无污染等特点逐渐取代传统的镍镉、镍氢电池、铅酸电池被广泛应用于现代便携式电子产品中。
随着现代电子技术的发展,电子设备日益趋于便携化、多功能化,因此也对它们的供电电池提出了轻便、高效的要求。锂离子电池以其能量密度高、充放电性能优异、无污染等特点逐渐取代传统的镍镉、镍氢电池、铅酸电池被广泛应用于现代便携式电子产品中。
相对于其他类型电池,锂离子电池在性能优异的同时也对充电器提出了更高的要求,这些要求主要体现在充电过程的控制和锂电池保护方面,具体表现为较大的充电电流、高精度的充电电压、分阶段的充电模式和完善的保护电路等。
本文讨论使用大电流锂离子电池充电芯片SE9018设计锂离子电池线性充电方案。
芯片介绍
SE9018是一款恒流/恒压模式的锂离子电池线性充电芯片,采用内部PMOSFET架构,并集成有防倒充电路,不需要外部隔离二极管。
芯片预设充饱电压为4.2V,精度为 1.5%,充电电流可通过外部电阻进行设置,最大持续充电电流可达1A。当芯片由于工作功率大、环境温度高或PCB散热性能差等原因导致结温高于140℃时,内部热反馈电路会自动减小充电电流,将芯片温度控制在安全范围之内。为使芯片能够维持高效工作状态,应采取措施尽量降低芯片工作功率和芯片温度,例如输入端串联小电阻(降低输入电压)、增大PCB散热铜箔面积、使芯片散热片与PCB铜箔充分接触等。
图2 SE9018原理图
SE9018内部集成电池温度监测电路,当电池温度超出正常范围(过高或过低)时,芯片自动停止充电过程,防止电池因为温度过高或过低而损伤。
电池温度监测是通过判断TEMP端电压(VTEMP)实现的,VTEMP由一个包括电池内部NTC热敏电阻在内的电阻分压网络提供。
当VTEMP处于45% VCC与80% VCC之间时,芯片判断电池温度处于正常范围内;当VTEMP 45% VCC或VTEMP 80% VCC时,芯片判断电池温度过高或过低;当TEMP端接地时,电池温度监测功能被禁用。
SE9018包含两个漏极开路的状态指示输出端CHRG和STDBY,当电路处于充电状态时,CHRG端置低电平,STDBY端为高阻态;当电池充饱时,CHRG端变为高阻态,STDBY端置低电平。当电池温度监测功能正常使用时,如果芯片未连接电池或电池温度超出正常范围,CHRG端和STDBY端均为高阻态;当电池温度监测功能被禁用时,如果芯片未连接电池,STDBY端为低电平,CHRG端输出脉冲信号。
SE9018的其他功能包括手动停机、欠压闭锁、自动再充电等。
典型的基于SE9018的锂离子电池充电电路如图3所示。CE端为高电平时,SE9018正常工作。
图3 SE9018典型应用电路
型号 | 厂商 | 价格 |
---|---|---|
EPCOS | 爱普科斯 | / |
STM32F103RCT6 | ST | ¥461.23 |
STM32F103C8T6 | ST | ¥84 |
STM32F103VET6 | ST | ¥426.57 |
STM32F103RET6 | ST | ¥780.82 |
STM8S003F3P6 | ST | ¥10.62 |
STM32F103VCT6 | ST | ¥275.84 |
STM32F103CBT6 | ST | ¥130.66 |
STM32F030C8T6 | ST | ¥18.11 |
N76E003AT20 | NUVOTON | ¥9.67 |