使用 CC/CV 方法構(gòu)建電池充電器
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2023-08-09 15:59:26
CC/CV 電池充電方法的優(yōu)點(diǎn)包括:
快速充電:充電初期采用直流電,可以使電池快速充電,保證更有效地利用時(shí)間。
電壓控制:一旦達(dá)到設(shè)定的充電水平,恒定電壓有助于避免電池過度充電,確保安全的充電水平。
通用性:CC/CV方式可適用于不同類型的電池,如鋰離子、鎳氫等,保證了使用該方式對(duì)不同類型電池充電的通用性。
充電效率:CC/CV方式充電效率高,因?yàn)槌跗诤懔骺梢詫?shí)現(xiàn)充電電流,后期恒壓可以保證充電電壓穩(wěn)定。
靈活性:CC/CV方法可以根據(jù)電池類型、充電狀態(tài)和其他因素適應(yīng)不同的充電要求,從而在設(shè)置充電過程時(shí)具有更大的靈活性。
該設(shè)計(jì)還具有預(yù)充電階段。這是電池充電過程的步,用于減少將放電的電池連接到電源時(shí)的初始充電電流。
在放電過程中,電池失去電位差,內(nèi)阻可能很高。當(dāng)這種放電的電池連接到充電器時(shí),高充電電流會(huì)導(dǎo)致電池端子上產(chǎn)生高電壓,從而引起電弧并損壞電池端子或電池。
因此,預(yù)充電階段涉及應(yīng)用初有限的充電電流,該電流隨著時(shí)間的推移而穩(wěn)定增加,以避免此類問題。這使得電池逐漸充滿電能,減少高電流對(duì)其電池的影響。
預(yù)充電階段通常用于一些電池充電器,特別是汽車充電器和大型電池系統(tǒng)的充電器。它有助于確保電池安全高效的充電,保護(hù)電池在初始充電階段免受可能的損壞。
鋰離子電池充電曲線。
圖 1:鋰離子電池充電曲線
圖2所示為操作流程圖。
還有一個(gè)LED來通知該過程:
LED 熄滅:未充電
LED亮起:充電過程中
LED 閃爍:充電終止
綠色PAK設(shè)計(jì)
圖 3 顯示了 GreenPAK 設(shè)計(jì)。完整的設(shè)計(jì)文件可以在這里找到。
CC/CV 電池充電器 GreenPAK 設(shè)計(jì)。
如果 Vusb 連接,PIN3 會(huì)檢測(cè)到它并給 ACMP0H 上電。ACMP0H 檢查 VDD 電壓電平:如果高于 4.5 V,則輸出為高電平,并且可以啟動(dòng)所有進(jìn)程。
然后ACMP1H 檢查Vbat 電壓。DFF4 的輸出為高電平,因此沒有將分壓器連接到 PIN20(ACMP1H 的 IN+ 源)。如果Vbat低于3V,預(yù)充電階段開始。PWM0 發(fā)送電流,CCMP0 控制電流。在這種情況下,PWM0 宏單元的向上/向下輸入為低電平,這意味著我們從 160 mV 開始為 CCMP0 Vref 充電(圖 4)。因此,CCMP0 保持約 90mA 的電流。
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此 CC 階段持續(xù)到電池電壓達(dá)到 4.2 V(ACMP1H 輸出為高電平)。然后恒流階段停止,恒壓階段開始。在這種情況下,ACMP1H 控??制 4.2 V 的恒定電壓,CCMP1 只是檢查并保持電流減小并低于 90 mA 的 I BF,直到電池充滿電。當(dāng)電池充滿電時(shí),充電過程停止,所有相應(yīng)的塊都處于睡眠模式(CHG_Sleep 為高電平)。
CCMP1 Vref reg 文件數(shù)據(jù)。
此外,一旦檢測(cè)到 Vusb,CNT0/DLY0 就會(huì)設(shè)置安全操作定時(shí)器。如果在此期間充電未完成,則 CHG_Sleep 為高電平并且系統(tǒng)斷電。該時(shí)間由 CNT0/DLY0 設(shè)置,并且可以根據(jù)充電器設(shè)置和電池類型進(jìn)行更改。
注:本設(shè)計(jì)描述了如何為單節(jié)電池創(chuàng)建 CC/CV 電池充電器。如果需要為兩節(jié)電池創(chuàng)建充電器,則必須將 VDD2 增加到至少 10 V,并調(diào)整分壓器以檢查 Vbat 為 8.4 V(一節(jié)電池為 4.2 V)。
設(shè)計(jì)測(cè)試
圖5-7分別顯示了預(yù)充電、恒流和恒壓階段的充電過程。藍(lán)色通道代表引腳 7 和引腳 8 輸出,紅色通道代表 Vbat+,綠色通道代表引腳 5 Sense A。
圖 5:預(yù)充電階段
恒流階段。
恒壓級(jí)。
圖 7:恒壓級(jí)
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