基于LT3652的太陽能充電器設(shè)計方法

2.2.6 元件的選擇

1)電阻

RFB1和RFB2用來設(shè)置電池浮充電壓，其精度會影響浮充電壓的精度，選用0.1%精度的電阻，引入的誤差小于0.154%,選用1%精度的電阻則引入1.56%的誤差。設(shè)計中根據(jù)充電電池對浮充電壓的精度要求來選擇合適的電阻。

2)去耦電容

VIN引腳的去耦電容CIN,選用低ESR 值的高品質(zhì)電容，一般10 μF 可滿足要求。BAT 引腳旁路電容選用10 μF 的陶瓷電容。若直接使用充電器輸出端驅(qū)動負(fù)載，還需一個100 μF 低ESR 值的非陶瓷電容(可選鉭電容或有機(jī)半導(dǎo)體電容)與10 μF 陶瓷電容并聯(lián)接地，以吸收充電器輸出的連續(xù)紋波。SW 和BOOST 引腳間去耦電容選用1 μF的陶瓷電容。光伏電池板輸出端應(yīng)加一個390 μF 或更大的電容，減少開關(guān)諧波。

3)電感

根據(jù)電感產(chǎn)生的電流紋波的水平來確定電感值的大小，可依據(jù)下式進(jìn)行選擇。其中ΔIMAX為紋波電流水平，一般為I CHRG(MAX)的25%~35%,V IN(MAX)為充電器最大工作電壓。

L=(10 RSENSE/ΔIMAX)·V BAT(FLOAT) ·[1-V BAT(FLOAT) /VIN(MAX) )] μH(10)另外， 電感的飽和電流應(yīng)大于流過它的峰值電流(I CHRG(MAX) +ΔIMAX/2)。電感的伏秒數(shù)也應(yīng)大于最小要求值。

4)肖特基二極管

所選肖特基二極管的正向電流應(yīng)大于回路中最大電流，此設(shè)計選用MBRS340.此外，VIN處防反接肖特基二極管D1 還可用P 溝道FET 管代替。

5)NTC 熱敏電阻

由于光伏電池的輸出電壓易受工作溫度影響，可采取在RIN1與VIN之間添加一個適當(dāng)?shù)腘TC熱敏電阻進(jìn)行修正。另外對于發(fā)熱較嚴(yán)重的電池部件，應(yīng)采用NTC 熱敏電阻進(jìn)行溫度監(jiān)控和補(bǔ)償。對于本設(shè)計因光伏電池面積較小，電池發(fā)熱量有限，無需修正。

3 PCB 布線注意事項

LT3652 采用1 MHz 恒定開關(guān)頻率， 同時充電電路又存在著大電流和較精密的電壓參考，為了避免大電流和高頻開關(guān)噪聲對參考電壓精度的影響，應(yīng)周詳考慮其布線問題：

1)SW 和VIN節(jié)點的走線應(yīng)短而寬， 以減少高頻噪聲，削弱感性環(huán)路的影響;2)輸入引腳電容CIN及BOOST 引腳去耦電容均應(yīng)盡可能靠近芯片;3)SENSE 和BAT 引腳的走線長度盡量短，并布在一起。

PCB 布地線時推薦使用地平面。將開關(guān)電流接入地平面，并通過對元件合理布局將敏感節(jié)點與大電流通道及高頻回路隔離開來。有效的鋪地示意圖如圖5 所示，圖中環(huán)①和環(huán)②分別為開關(guān)使能與關(guān)斷時電流流向，實線和粗虛線分別表示不同布線層的走線。

圖5 有效的鋪地示意圖

4 結(jié)束語

LT3652 輸入電壓調(diào)整環(huán)路可自動跟蹤光伏電池板的最大功率輸出工作點，從而最大程度提高光伏電池板的利用效率。芯片僅需使用電阻分壓器即可實現(xiàn)對輸入電壓的調(diào)節(jié)范圍、浮充電壓及關(guān)斷門限電壓的設(shè)置。實際產(chǎn)品設(shè)計中，可采用不同的電阻分壓器來設(shè)置不同的浮充電壓，通過開關(guān)切換來選擇不同的浮充電壓， 滿足各種電池不同充電電壓的需求。芯片輸入前端VIN還可加設(shè)開關(guān)電源電路作為其輸入電壓源。通過開關(guān)的切換選擇使用光伏電池板充電或者220 V交流電充電，使產(chǎn)品更具適應(yīng)性。基于LT3652 的充電器可滿足精密數(shù)碼以及移動通信基站等產(chǎn)品的高端蓄電設(shè)備的充電需求。LT3652 提供DFN 和MSOP 兩種纖小封裝，充電電路僅需少量小封裝外圍器件，可節(jié)省PCB 空間，利于充電器小型化。另外，還有高電壓版本LT3652HV 供選擇。