如何设计离线锂电池充电器

; 当通过减少PWM 占空比来缩短开关“通”时间时，平均电压减少。相反，当通过增加PWM 占空比来延长开关“断”时间时，平均电压增加。故通过控制PWM 占空比来使MCU 调整充电电压(或电流)可达到所需的输出值。在讨论设计细节以前，需先讨论与电感及电容有关的两个要点：

1．电感大小

不难看出，确定降压转换器电感的大小是达到合适充电电压及电流的关键。电感大小也与成本有关。电感容量可用公式1 来计算：公式1 其中：Vi：输入至开关的充电器电压；Vsat：开关“通”时开关的电压损失；Vo：电压输出；T：PWM 周期；DutyCycle：PWM 占空比；Io：电流输出(亦即恒定电流充电)。公式1 显示PWM 的开关频率越高(亦即开关周期T 越小)，则所需的电感越小，这有助于减少器件成本。

2．电容大小

nbs本设计基于飞利浦P89LPC916 型MCU，其整体设计思想是，通过先用恒定电流充电、然后再用恒定电压充电来实现尽可能快的充电。MCU还控制用于指示充电器工作状态的 LED。

1．精密电源

VDD 需采用精密电压源，因为此电压被用作DA-DA 转换器的电压参考。低压降(LDO)调整器为该电压源的最佳选择，且本设计采用3 端LDO LM1117 来为VDD 提供精密3.31 V 电源。

2 PMW输出解决方案

Timer0(定时器0)的一个通道用来产生控制降压转换器开关的PWM 信号。由于LPC916 带有其自己的片上RC 振荡器，故充电更加稳定而有效--尤其在电压控制工作模式下。所需的PWM 频率仅大约为14kHz，故能很好地控制在片上振荡器的频率范围内。可通过改变降压转换器的“开”时间来调整PWM 占空比。

系统设计

图2为锂电池充电器系统组成框图。其中PWM 输出控制充电开关，且其占空比可根据需要用充电电压及电流的反馈来调整。LPC916 的8 位片上高速A/D 转换器提供了监视充电电压所需的高精度。避免锂离子应用中的过充电非常重要，因为将充电保持在其最大值以内可延长电池的使用寿命。表1 为该电路的输入/输出参数规格。