锂电池充电电路及电源自动切换电路的设计

BATT

BATT-8.4V

图1 锂电池充电电路原理图

输入电源V in =24V ,充电电流1～1.5A，锂电池参数为8.4V，2.5A

1、充电电流的设置

恒流充电电流由下式决定：CS

CH R mV

I 200=，取A I CH 25.1=，得 Ω=16.0CS R

选取R CS 参数为0.16Ω±5%/1W 实际使用电阻值为150mΩ，得A A R mV I CS CH 33.1150

200

200=== 2、充电结束电流的设置

在恒压充电模式，充电电流逐渐减小，当充电电流减小到EOC 管脚的电阻所设置的电流时，充电结束。充电结束电流由下式决定：

6

10

)

314350(278.1×+×=

CS EOC R R I ，R3取10K ，I EOC =0.2A 3、电感的选择

在正常工作时，瞬态电感电流是周期性变化的。在P 沟道MOS 场效应晶体管导通期间，输入电压对电感充电，电感电流增加；在P 沟道MOS 场效应晶体管关断期间，电感向电池放电，电感电流减小。电感的纹波电流随着电感值的减小而增大，

随着输入电压的增大而增大。较大的电感纹波电流会导致较大的纹波充电电流和磁损耗。所以电感的纹波电流应该被限制在一个合理的范围内。 电感的纹波电流可由下式估算：

)1(1

VCC V V L

f I BAT BAT L −×××=

Δ

其中：

f 是开关频率，300KHz L 是电感值 VBAT 电池电压 VCC 是输入电压

在选取电感值时，可将电感纹波电流限制在△IL ＝0.4×I CH ，I CH 是充电电流，得 L>34.2μΗ，实际取电感值为39μΗ。 4、电源自动切换电路

VOUT

给后续电路供电

图2 电源自动切换电路

当外部电源断开时，PMOS 管导通，由电池给外部系统供电，当外部电源接入时， PMOS 管关断，电池和系统电源之间断开，外部电源对系统供电。