針對充電電池的低成本 充電解決方案電池種類及充電技術(shù)選擇三種最常見的充電電池分別是鎳金屬氫化物(NiMH)、鎳鎘(NiCad)和鋰離子(Li-ion)。電池充電速率用字母“C”表示。“C”定義了1.0小時的電池容量。例如，一個額定值為800mAh(毫安時)的電池可以用0.5C充電，因而使電池完全充電需要以400mA充電電流充電超過2個小時。圖1是充電電路的基本框圖。圖1：充電電路基本框圖鎳氫和鎳鎘電池鎳氫電池的額定電壓為1.2V/節(jié)，應(yīng)該用高達1.5-1.6V/節(jié)的電壓充電。要決定何時中斷充電有幾種不同技術(shù)可以采用，其中包括：峰值電壓檢測、負△電壓、△溫度(dT/dt)、溫度閾值和定時器。對于高端充電器這些技術(shù)都有可能組合用在一個充電器當(dāng)中。CCR充電器是一個峰值電壓檢測電路，可在預(yù)定峰值終止充電，為上述電池的充電提供了一個合適的解決方案。其預(yù)定峰值電壓為1.5V/節(jié)，可將電池充電至約97%的程度。鎳鎘電池可以使用該電路充電。其表現(xiàn)與鎳氫電池非常相似，所以這種方法很合適。鋰離子電池對鋰離子電池而言，常用的充電方法是在0.5C至U1C條件下通過涓流充電將電池充電至4.2V/節(jié)。在充電過程中，鋰離子電池的溫升應(yīng)保持在低于5℃，較高的溫升表明可能會引發(fā)自燃。涓充部分的充電周期電池溫升最大，最有可能自燃。由于這個問題，高端充電可使用智能IC(如安森美半導(dǎo)體的NCP1835B)來監(jiān)視和控制鋰離子電池的充電過程。恒流穩(wěn)流器(CCR)充電電路設(shè)計本文討論的CCR控制器沒有使用涓流充電，因此消除了可能自燃的問題，讓電池處在一個安全工作區(qū)有助于提圖圖3：遲滯設(shè)置圖圖2：參考電壓的設(shè)置高電池的使用壽命。不過，不使用涓流充電，電池將只能充電到約85%的程度。設(shè)置參考電壓利用三端可編程分流穩(wěn)壓器TL431可以設(shè)置參考電壓。它可在其參考引腳提供一個恒定的2.5V輸出。當(dāng)如圖2所示連接兩個外部電阻時，參考電壓可以選為2.5V至36V。出于我們的目的，我們將R2設(shè)置為1.0kd并將Rref調(diào)整到我們想要匹配的參考電壓。用來得出R2/Rref比率的公式是：power連接到power連接到TL431明平的電阻用來限制電源：井珞參考電壓與輸入電壓分開，一遲滯環(huán)路比較器LM311是一個單比較器，用來比較參考電壓與電池電壓。連接到反相輸入端的是電池電壓。遲滯是由輸出和非反相輸入端之間的反饋電阻(Rh)提供的。R3是一個1.0kQ的電阻，用來簡化R3/Rh的比例。通過調(diào)整Rh可以改變遲滯環(huán)的帶寬。增加Rh可以減少帶寬，反之亦然。建議遲滯的帶寬大于200mV,因為在充電終止時，電池的電壓會略微下降一些。高電壓與低電壓的反相輸入公式是：1QK01QK0電阻(R。連接到比較器的輸由端正為一個上拉電阻口"21ic電源？power.21k.tom苫土一〒土一〒圖4：充電電路原理圖電流開關(guān)電路中的兩個雙極結(jié)型晶體管(BJT)(Q3和Q6)作為控制充電電流的開關(guān)。Q6的基極是通過一個5.6kQ電阻(R6)由比較器的輸出控制的。Q6的集電極通過一個1.0kQ電阻(R5)連接到Q3的基極。當(dāng)比較器的輸出變?yōu)榈碗娖綍r，Q6被關(guān)閉，導(dǎo)致Q3關(guān)閉而終止充電電流。穩(wěn)流電池的充電電流采用一個CCR來控制。電流可以通過一個可調(diào)節(jié)CCR和/或并聯(lián)CCR來調(diào)整。這個演示板是專門為兩個并聯(lián)CCR（Q4和Q5）設(shè)計的（可以并聯(lián)連接兩個以上的CCR，以便能夠達到你想要的任何電流）。對于本文討論的實驗，CCR（NSI45090JDT4G）可以在90mA至160mA范圍內(nèi)調(diào)整。三個用于數(shù)據(jù)分析的電流分別是90、180和300mA。5）指示器LED為了表明電池正在充電，組合使用了一顆CCR、Q7及一個LED。CCR為LED提供個恒流。在沒有電池連接到充電器時，LED也將“導(dǎo)通”。當(dāng)LED“關(guān)閉”時，表明電池已完全充電。6）設(shè)置不同的測試電流表1顯示了決定充電電流的可變元件值和充電終止電壓。同時在180mA測試兩個NSI45090JDT4GCCR被用來給出一個Radj=10的90mA的電流輸出。7）測試結(jié)果CCR充電電路是通過在90mA、180mA和300mA對鋰離子電池和鎳氫電池