用于 25.2V 电池浮动电压的 6.3A 充电器

出处:eeskil 发布于:2022-04-06 16:35:29

    充电器可容易地针对多种电池化学组成进行优化。例如:其可遵循一种恒定电流/ 恒定电压 (CV/CC) 充电算法,采用 C/10 或定时终止 (针对基于镍的电池系统);一种采用定时终止的恒定电流 (CC) 特性;或者一种优化的 4 步、3 级铅酸电池充电模式。


    图 1 示出了一个 15V 至 55V 输入、25.2V/6.3A 降压-升压电池充电器,其具有一个高效率四开关 (M2~M5) 同步降压-升压型 DC/DC 转换器,仅需一个电感器(L1)。专有的平均电流模式架构采用两个检测电阻器(RCBRT1和 RCBRB1) 来监视电感器电流。在该降压-升压型解决方案中,当 VIN高于 VOUT 时,转换器在降压模式工作;当 VIN 低于 VOUT 时,转换器则工作在升压模式。当 VIN接近 VOUT时,转换器工作于四开关降压-升压模式。
    图 1:15V 至 55V 输入、25.2V/6.3A 降压-升压型电池充电器

      图 2:针对图 1 转换器的效率与负载电流 IOUT之关系曲线 (VOUT= 25.2V)
    转换器以一个可编程的恒定开关频率运作,该频率处于 50kHz 至 500kHz 的范围内,采用一个电阻来设定 (R13 = 100k,250kHz)。图 1 示出的这款解决方案能够为系统负载提供高达 8A (VOUT= 25.2V)。如图 2 所示,满负载效率 (IOUT= 8A,VIN= 24V) 可达 98% 以上。
    LTC4020 采用一个从 BAT 引脚引出的外部反馈电阻分压器以通过 VFB引脚来设置电池电压。PowerPath(电源通路) FET (M1) 在正常电池充电期间处于导通状态,可能的情况下会在电池与降压-升压型转换器输出之间形成一种低阻抗连接。电池充电电流通过一个检测电阻 (RCBAT1) 来监视。很大平均电池充电电流可容易地通过选择 RCBAT1的阻值来设置。动态电流限值调整可以通过 RNG/SS 引脚实现。
    利用 PowerPath FET 实现即时接通和理想二极管功能
    对于一个严重放电的电池,LTC4020 能够自动地将 PowerPath FET (图 1 中的 M1) 配置为一个线性稳压器,从而允许降压-升压型转换器输出升至高于电池电压,同时仍然向电池提供充电电流。该功能被称为 PowerPath 即时接通,此时 PowerPath FET 充当一个高阻抗电流源,负责为电池提供充电电流。
    当电池充电器不处于充电周期时 (即是降压-升压型转换器专为系统负载而运作),LTC4020 自动地把 PowerPath FET 配置为一个理想二极管。这允许电池在正常操作期间与转换器输出保持断接。然而,假如系统负载电流超过了降压-升压型转换器的供电能力,则可通过该理想二极管有效地从电池抽取额外的功率。

关键词:充电器

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