目前,消费电子产品越来越多,如智能手机、平板电脑、PSP 游戏机等电子产品,给人们的生活工作娱乐都提供了极大的方便。然而,这些电子产品都有一个共性的缺点就是自身锂电池的容量有限,经常因为没电了,导致我们的电子产品无法使用。为了解决给电子产品续航问题,设计了这款集锂电池充电和放电一体的电路。如图 1 所示。系统分为三个部分,CN3705 锂电池充电电路,12V 锂电池,LM2596 锂电池放电电路。
1 基于CN3705的锂电池充电电路1.1 CN3705芯片简介
CN3705 为降压模式锂电池充电芯片,具有恒流恒压充电方式。对于深度放电的电池,当电池电压低于设定的恒压充电电压的66.7%时,CN3705采用恒流充电电流的15% 对锂电池涓流充电。在恒压充电阶段,充电电流逐渐减小,当充电电流降低到外部电阻设定的值时,充电结束。芯片输入电压在12V 到28V之间,最大工作频率为300kHz,输出最大电流为 5。
1.2 基于CN3705的设计电路
图2为 CN3705 构成的锂电池充电电路,电路结构为 buck 降压拓扑结构。输入电压在 14V 到 28V 之间,电路 PWM 开关频率为300kHz,最大输出电流为 1.2A,最大输出电压为 12.6V。适合给 3 节串联 3.7V 标准锂电池充电。
图2中,P 沟 道 MOS 管 Q1、肖特基D2、电感 L1 以及电解电容 C1 构成经典的buck 降压充电电路。Q1 的选择要综合考虑转换效率、MOS 管的功耗和最高温度。还要考虑的因素包括导通电阻 Rds(on),栅极总电荷Qg,输入电压和最大充电电流。MOS 管损耗功率计算公式如下所示:
1.3 电感的选着和计算
在正常工作时,瞬态电感电流是周期性变化的。在 MOS 管导通期间,输入电压对电感充电,电感电流增加;在 MOS 管关断期间,电感向电池放电,电感电流减小。电感的纹波电流随着电感值的减小而增大,随着输入电压的增大而增大。有如下经验公式: