锂电池充电开关式充电解决方案

锂电池充电开关式充电解决方案

输入电压波动范围宽或输入输出电压差大的应用通常采用开关式充电解决方案。此类应用中，开关式解决方案的优点体现在可以提高效率，缺点则是系统复杂、尺寸相对较大且成本较高。例如应用中需要利用汽车适配器以0.5C或1C 的恒定电流对一个2200mAh的单节锂离子电池充电，由于散热等问题，利用线性解决方案实现极为困难，当然也可以采用支持热调节的线性解决方案，但降低充电电流造成的充电周期延长是无法接受的。

成功设计开关式充电解决方案的第一步是选择设计结构：降压式、升压式、升/降压式、反激式、单端初级电感式(SEPIC)或者其他形式。根据输入和输出要求以及经验，可以迅速将适用于该应用的选择范围缩小为两种结构：降压式还是SEPIC式。降压式转换器的优点是仅需要一个电感，而缺点是需要额外的二极管用于反向放电保护、高端栅极驱动和电流检测，以及脉冲式输入电流(会导致EMI)。SEPIC拓扑结构的优点是低端栅极驱动和电流检测、持续输入电流以及输入和输出间的直流隔离，其主要缺点是需要两个电感和一个能量传输电容。

MCP1630是一款可配合单片机使用的高速脉宽调制器(PWM)，配合单片机，MCP1630可控制电源系统占空比，提供输出电压或电流稳定功能。PIC16F684

单片机可用于输出稳压或稳流，以及开关频率和最大占空比的调整。MCP1630产生占空比，并可根据不同外部输入提供快速过流保护。外部信号包括输入振荡器、参考电压、反馈电压和电流检测。输出信号是一个方波脉冲。充电器采用的

电源结构是SEPIC。单片机提供了极大的设计灵活性。此外单片机还可以与电池包内的电池监控器(Microchip的PS700)通信，从而大大缩短充电周期时间。

充电周期波形

利用开关式充电解决方案的整个充电周期如图6所示。通过在充电系统中采用电池监控器，可以大大缩短充电周期，使用电池监控器就不必再检测电池包保护电路两端的电压以及充电电流的接触电阻。