侵权投诉
搜索
热门搜索:
订阅
纠错
加入自媒体

使用锂离子技术实现电池充电器

2015-05-20 13:55
潇纵
关注

  本文中,我们将举例说明如何使用锂离子技术来实现电池充电器。锂离子电池充电器通常采用恒流(CC) - 恒压(CV)充电曲线。充电过程会经历几个不同的阶段,在确保电池容量充满的同时要符合特定的安全规则。CC-CV曲线包括以下几个阶段:

  1. 预充

  2. 激活

  3. 恒流

  4. 恒压

  充电开始为预充阶段,以检查电池状况是否良好。在此阶段中,通常给电池提供电池容量5%到15%的少量电流,如果电池电压上升到2.8V以上,则认为电池状况良好,可以进入到激活阶段。在此阶段中,给电池提供相同的电流,但会持续更长的时间。当电池电压上升到3V以上,则启动快充,并提供等于或低于电池容量的恒定电流。当电池电压上升到完全充电电压(4.2V) 时或出现超时情况(不管哪一种情况先出现),恒流阶段结束。电池电压到达完全充电电压时,充电进入到恒压阶段,且电池电压保持恒定。要做到这一点,充电电流必须随着时间的推移而降低。这一阶段的充电过程相比于其它充电阶段而言所需的时间最长。在这个过程中,当充电电流降到“结束电流”限度以下,通常为电池容量的2%,则电池充满,充电过程结束。请注意,充电过程中每个阶段都有一个时间限制,这是一个重要的安全特性。

图1:锂离子电池充电曲线

使用锂离子技术实现电池充电器

  为了实施这一充电曲线,必须随时了解电池电压和充电电流。此外,还要检查电池的温度。因为在充电时,电池往往会变热。如果温度超过电池的规定限额,就可能对电池造成损害。

  就电池充电器的实现方案而言,用户可有两个选择。一是采用专门的电池充电器IC,二是采用更加通用的微控制器。第一种方案能快速解决问题,但其可配置性和用户界面选项(LED指示灯)有限。第二种方案采用微控制器,设计的时间会稍微长一些,但能提供可配置性选项,并且还能集成其它功能,如电池充电状态(SOC)计算以及通过通讯接口向系统中的主机处理器发送信息等。此外,微控制器不能提供充电器所必需的电源电路系统,而且还需要外部BJT或MOSFET。不过这些电源组件的成本相比于微控制器或专门的充电器IC 而言要低得多。

  充电器架构

  我们从充电曲线可以看出,单节锂离子电池充电器需要可控的电流源。电流源输出应当根据电池状态而改变。考虑到上述要求,基于微控制器的实施方案需要以下功能模块:

  1. 电流控制电路

  2. 电池参数(电压、电流、温度)测量电路

  3. 充电算法(用于实现CC-CV充电曲线)

  方案框图如下所示:

使用锂离子技术实现电池充电器

图2:锂离子电池充电器框图

  电流控制电路可采用电压源和电流反馈技术进行构建。其工作原理类似于典型的负反馈控制系统。允许充电电流通过小电阻以获得反馈,从而产生一定的电压。

1  2  3  下一页>  
声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

发表评论

0条评论,0人参与

请输入评论内容...

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号