鋰離子電池充電器

鋰離子電池正迅速成為便攜和膝上產(chǎn)品所選用的可充電電池。與NiCd、NiMH和鉛酸電池相比，鋰離子電池在相同能量下體積更小、重量更輕。而且鋰離子電池具有高單節(jié)電壓（3.6V左右），這可替代2到3節(jié)鎳型電池。鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)是寬工作電壓和低成本。鋰離子電池在接近零容量時(shí)，單節(jié)典型值為2.5V，而充足電時(shí)單節(jié)電壓為4.1V。

本文所述的鋰離子電池充電器電路采用UCC 3956鋰離子電池充電控制器（見圖1）。不像很多所謂智能或通用充電器那樣，UCC 3956非常適合于鋰離子特性。它的開關(guān)模式控制不需要微控制器即能高效率地對鋰離子電池充電。具體的充電電路圖示于圖2.當(dāng)CHG（表明充電的上升沿觸發(fā)輸入引腳）從低邏輯電平過渡到高邏輯電平時(shí)，芯片將循環(huán)幾個(gè)充電狀態(tài)。假若電池電壓急劇下降，則充電器將開始處于低電流涓流充電狀態(tài)。當(dāng)電池電壓超過用戶設(shè)定的閾值時(shí)，充電器將開始恒流大量（bulk)充電狀態(tài)。一旦電池達(dá)到其最終電壓的95%，充電器將進(jìn)入過充電狀態(tài)。在過充電狀態(tài)期間，變換器將從恒流工作模式過渡到恒壓模式。下面具體說明一下此充電器的具體電路中的參數(shù)值。

變換器的工作頻率設(shè)置為100kHz，由下式計(jì)算：

fosc=3.475 / (cosc+20pF)·RSET (1)

電路中（見圖2）選CSSC=180pF，RSET=160K。

涓流充電電壓閾值由下式確定：

VTRICKLE_THRESHOLD=（RS1+RS2+RS3 / RS3）·2.05 （2）

對于鋰離子電池其涓流充電閾值每節(jié)電池典型設(shè)置值為2.5V，對圖2（2節(jié)電池）具體情況涓流閾值為5V，設(shè)置RS3為10K，則從上式可得RS1+RS2應(yīng)為14.4K左右。選RS1為12.21K、RS2為2.21K。

在充電器電路中（圖2）2節(jié)1200mAH（毫安小時(shí)）在大量充電狀態(tài)需要1.2電流，其電阻RG2由下式給出：

RG2=2.05·RG1 / 5IBULK·RSENSE (3)

式中的RSENSE為感測電阻，其值為0.18Ω，而RG1由下式涓流充電電流確定：

ITRICKLE=RG1 / 7.5·RSET·RSENSE (4)

對于90mA涓流電流和162k的RSET，應(yīng)選擇RG1為20K。從而從（3）式可知RG2應(yīng)為38.3K（見電路圖2）。

過充電電壓閾值由下式確定：

Voc_THRESHOLD=0.95·(RS1+RS2+RS3) / (RS1+RS3)·4.1 (5)

根據(jù)電路圖2所選電阻數(shù)值，從（5）得到過充電電壓為8.2V。

RS4和RS5電阻（見圖2）確定在IMIN（最小充電電流編程）引腳的電壓：

VIMIN=4.1·RS5 / RS4+RS5 (6)

充電器電路中其他參數(shù)如CF3和CF4計(jì)算公式分別為

CF3=1 / 2·π·fosc·RF4 (7)

CF4=1 / 2·π·focs·RF4 (8)

選擇RF4為15K，則CF3和CF4分別為100pF和1.0nF。