锂离子电池智能充电器硬件方案
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三节串联锂电池充电芯片,5V和18V输入电路图
三节3.7V的锂电池串联,11.1V和最大12.6V锂电池充电电路的解决方案。在应用中,
一般使用低压5V,如USB口直接输入的给三串锂电池充电,还有是15V或者18V,20V输
入降压给锂电池充电的两种情况。
5V,USB口输入电路:
PW4053 是一款 5V 输入,最大 1.2A 充电电流,支持三节锂离子电池的升压充电管理
IC。PW4053 集成功率 MOS,采用异步开关架构,使其在应用时仅需极少的外围器件,可
有效减少整体方案尺寸。
外围比较简洁,可智能调节充电电流大小,防止拉垮适配器输出,可匹配所有适配器。
在笔记本电脑自带的USB口也是可以给三节锂电池充电。
18V,输入降压电路:
PW4203是一款4.5V-22V输入,最大2A充电,支持1-3节锂电池串联的同步降压
锂离子电池充电器芯片,适用于便携式应用。可通过芯片VSET引脚选择1节充电或2节串
联充电3节串联充电。
PW4203集成了频率800 kHz的同步降压稳压器,具有极低的导通电阻,可实现高充
电效率和简单的电路设计。
PW4203具有输入过压保护24V,和低压启动保护3.9V,还具有输出VBAT电池充
电电压的过压保护,输出短路保护,过温保护,过流保护,过时间保护。
三节串联锂电池充电测试板测试: 13V输入,15V输入,18V输入
同时,三节锂电池锂电池的输出电压范围是9V-12.6V之间。我们需要转成5V,6V或者3.3V等时,需要使用LDO或者是DC-DC降压电路了。
DC-DC
降压产品 输入电压 输出电压 输出电流 频率 封装
PW2058 2.0V~6.0V 1V~5V 0.8A 1.5MHz SOT23-5
PW2051 2.5V~5.5V 1V~5V 1.5A 1.5MHz SOT23-5
PW2052 2.5V~5.5V 1V~5V 2.0A 1.0 MHz SOT23-5
一款基于锂电池保护芯片的均衡充电设计方案
常用的均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充
电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、
电感均衡充电等。成组的锂电池串联充电时,应保证每节电池均衡充电,否
则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。而现有的单节锂电池保护芯片
均不含均衡充电控制功能,多节锂电池保护芯片均衡充电控制功能需要外接CPU;通过和保护芯片的串行通讯(如I2C总线)来实现,加大了保护电路的
复杂程度和设计难度、降低了系统的效率和可靠性、增加了功耗。
本文针对动力锂电池成组使用,各节锂电池均要求充电过电压、放电欠电
压、过流、短路的保护,充电过程中要实现整组电池均衡充电的问题,设计
了采用单节锂电池保护芯片对任意串联数的成组锂电池进行保护的含均衡充
电功能的电池组保护板。仿真结果和工业生产应用证明,该保护板保护功能
完善,工作稳定,性价比高,均衡充电误差小于50mV。
锂电池组保护板均衡充电基本工作原理
采用单节锂电池保护芯片设计的具备均衡充电能力的锂电池组保护板示意
图如图1所示。其中:1为单节锂离子电池;2为充电过电压分流放电支路电
阻;3 为分流放电支路控制用开关器件;4为过流检测保护电阻;5为省略的
基于锂电池充电器的设计与制作 附原理图和PCB
| By: xdy12530 ]
由于我的四轮驱动机器人上采用了16.5V的锂电池供电,而市场上又没有该电池的充电器,使得充电让我很纠结。无奈之下便设计了一款便携式简单型锂电池充电器。解决的充电的烦恼。
该充电器可以输出100mA-1A可调的充电电流,输入电压为VIN>18V,可用笔记本上的19V电压充电。充电时间一般按照充电输出电流的大小决定。
下面见图哦
下面讲解一下电路的工作原理。因为我是给16.5V的锂电池充电的,所以输入的电压为18V电压,也可以大于18V。用笔记本上的充电器很不错哦。
输入电压18V经过1.5A的保险丝,二极管保护后到PNP功率管的输入端。默认状态功率管是出于导通状态,因为LM324的1脚输出高,Q3三极管导通,PNP功率管基极拉低,功率管导通。其中RL1电阻为1欧姆,是用来限流的。通过对该电阻上的电压采样,然后经过LM324对基准电压的比较后取出一个电压值,由这个电压值控制功率管的输出电流,始终在一个极限电流上,或者说是短路电流上,我设置的为500MA。大家可以调节可调电阻来调节短路电流。另外还有一个对锂电池电压的采样,当电池没插入时,末级保护二极管通过两个电阻乘以功率管输出的17.5v电压进行分压后的一个电压值给LM324与基准比较输出给三极管,此时绿灯亮,当电池没电时充电插入充电座后,采样电阻R6,R7所采样到的电压变低,同时给LM324与基准电压比较后,红灯亮。当充满电后采样部分的电压等于基准电压,绿灯变亮,此时充电完成。但充电过程仍会以小电流的充电方式充电。
下面见实物图哦
这是充电器的实物正面图,左边为DC18V输入,右边为VOUT充电输出接口,左边一个电位器调节输出电流,右边一个电位器调节双色LED状态门槛值。
这是电路板的反面PCB图,由于换了一个功率管,使得跟当初设计时的功率管的管脚有区别,所以做了一下小改动。
精品文档 1 EM78P156方案充电器控制电路功能说明
特点
4.2V单节锂离子或锂聚合物电池充电器的理想控制电路;
高于1%的电压精度;
预充电过程,用户可改变预充电电流;
恒定电流充电,充电电流可调;
自动再充电过程;
充电过程中的温度控制;
电池不正常状态的检测;
双LED四种充电状态指示
电源电压低时,处于低功耗的睡眠模式,电池漏极小。
电性能参数
充电截止电压 4.18V---4.235V
充电电流 450mA±50mA
最大充电电流 600mA
预充电压 ≤3.0V
预充电流 150mA±50mA
预充时间 30min
再充电电压 4.10V---4.15V
转灯电压 4.16V---4.20V
转灯电流 30mA---100mA
短路电流 0mA
最高输出电压 4.8V---5.0V
充电时间 4H
ID端电压 3.0V±0.2V
指示灯状态
充电器接通电源 黄色灯闪烁1S后熄灭
正常充电 红色灯常亮
预充电 红色灯闪烁