五種車載充電器電路設(shè)計(jì)任你選
發(fā)布時(shí)間:2015-11-17 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】本文介紹了車載充電器的幾種充電電路方案,單片34063方案低成本;34063+NPN(NMOS)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)流的車充方案可以滿足不斷增長的充電電流能力的需求;用2576+358+穩(wěn)壓管的方案實(shí)現(xiàn)了可靠、安全、完善的鋰電池充電方案。
常規(guī)用于汽車電瓶(轎車12V, 卡車24V)供電的車載充電器, 大量使用在各種便攜式、手持式設(shè)備的鋰電池充電領(lǐng)域, 諸如: 手機(jī), PDA, GPS等;
車充既要考慮鋰電池充電的實(shí)際需求(恒壓CV,恒流CC,過壓保護(hù)OVP),又要兼顧車載電瓶的惡劣環(huán)境(瞬態(tài)尖峰電壓,系統(tǒng)開關(guān)噪聲干擾,EMI等);因此車充方案選取的電源管理IC必須同時(shí)滿足:耐高壓,高效率,高可靠性,低頻率(有利于EMI的設(shè)計(jì))的開關(guān)電源芯片;通俗講就是要求“皮實(shí)”。
常見的車充方案簡介如下:
[1] 單片34063實(shí)現(xiàn)的低端車充方案示意圖
優(yōu)點(diǎn)::低成本;
缺點(diǎn):(1) 可靠性差,功能單一;沒有過溫度保護(hù),短路保護(hù)等安全性措施;
(2) 輸出雖然是直流電壓,但控制輸出恒流充電電流的方式為最大開關(guān)電流峰值限制,精度不夠高;
(3) 由于34063為1.5A開關(guān)電流PWM+PFM模式(內(nèi)部沒有誤差放大器),其車充方案輸出直流電壓電流的紋波比較大,不夠純凈;輸出電流能力也非常有限;(常見于300ma~600ma之間的低端車充方案中)
[2] 34063+NPN(NMOS)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)流的車充方案示意圖
優(yōu)點(diǎn):在[1]方案的基礎(chǔ)上擴(kuò)流來滿足不斷增長的充電電流能力的需求;
缺點(diǎn):同樣存在[1]方案中類似的不足;
[3] 用2576+358+穩(wěn)壓管的方案示意圖
優(yōu)點(diǎn):(1) 由于2576內(nèi)置過流保護(hù)、過溫度保護(hù)等安全措施,結(jié)合358(雙運(yùn)放)來實(shí)現(xiàn)輸出恒壓CV,恒流CC,過壓保護(hù)OVP等功能;實(shí)現(xiàn)了可靠、安全、完善的鋰電池充電方案;
(2) 由于2576為固定52K PWM變換器,使得車充的EMI設(shè)計(jì)相對容易;
(3) 由于2576和358均為40V高壓雙極工藝制造,更加“皮實(shí)”;
(4) 這種方案常用在0.8A ~ 1.5A左右的車充中;
缺點(diǎn):(1) 系統(tǒng)相對復(fù)雜,成本較高;
(2) 恒流CC和過壓保護(hù)OVP是通過358的輸出去控制2576的EN來實(shí)現(xiàn)的,因此充電電流有比較大的紋波,CC和OVP的響應(yīng)速度也不夠快(是通過切換2576是否工作來實(shí)現(xiàn)的);
[4] XLSEMI設(shè)計(jì)單片車充IC XL4002示意圖
基于車充領(lǐng)域的系統(tǒng)需求,上海芯龍半導(dǎo)體有限公司提供專用于車充方案的系列單片IC;內(nèi)部除了常規(guī)的過流保護(hù),過溫度保護(hù),輸出短路保護(hù)外,還內(nèi)置了專用于鋰電池充電的CV,CC,OVP;相當(dāng)于把[3]方案中的2576+358+穩(wěn)壓管等功能模塊全部集成到一顆IC中;
優(yōu)點(diǎn):除了具有[3]方案中對應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)外,還有:
(1) 專用于車充的全集成方案,系統(tǒng)成本低,可靠性高;
(2) IC內(nèi)部CV,CC,OVP都是通過控制PWM實(shí)現(xiàn)的;因此,輸出電壓,輸出電流,輸出過壓保護(hù)的精度更高,響應(yīng)速度很快;
(3) 芯龍?zhí)峁┏潆婋娏髟?A ~ 3A之間車充的一系列高性價(jià)比產(chǎn)品;
缺點(diǎn):(1)工作頻率低(52KHz),外接電感大(100uH);
(2)外圍元件復(fù)雜,外接肖特基二極管;
(3)工作效率低(《90%)
[5] 5202單片車充IC 方案
優(yōu)點(diǎn):除了具有[34]方案中對應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)外,還有:
(1)工作頻率高(340KHz),外接電感?。?0uH);
(2)外圍元件簡單,內(nèi)置肖特基二極管;
(3)內(nèi)置開關(guān)MOSFET 內(nèi)阻小(〈130mΩ) 工作效率高(〉90%)
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