大电流开关型锂电池充电电路的设计.pdf

第33卷第10期 电子工蠢师 V01．33No．10 2007年10月 EI正CTRONICENGINEER Oct．2007 一种大电流开关型锂电池充电电路的设计 吴声岗，陈智发 (汕头超声仪器研究所，广东省汕头市515041) 摘要：开发了一种超小型便携式超声显像诊断仪，内带大容量锂离子电池，其重量只有几公斤， 可以随身携带，对医生出诊或大型农场家畜的检查都非常方便。该仪器采用内部电源即大容量锂电 池进行供电。该充电电路可对大容量锂离子电池进行快速充电，充电电流可达4A。该电路也已应用 于超小型便携式超声显像诊断仪的锂离子电池充电。 关键词：开关型充电电路；锂离子电池；超声显像诊断仪 中图分类号：TN709 供电，而所充电池最大电压为16．8V，所以必须有升 O引言 压电路。 随着小型化便携式电子设备的不断发展，对电池 升压原理如图l所示。 供电能力特别是锂离子电池供电能力的要求也越来越 高，同时，相应充电电路的充电电流和性能也要相应提 翌 j=a !!Z ．j=a 高。本文介绍的超声显像诊断仪是一种超小型便携式 彗。蛰、 医用设备，配上9800—-A．h锂离子电池后，就可以用 于野外作业。作业时间大于2h。此锂离子电池由16 节4．2V锂电池通过四串四并组合而成，供电电压为 在K。输入后，开关S1闭合，S2打开，对L1进行 12V～16．8 V，电池充满电时最高电压为16．8V。由 充电；一段时间后，Sl打开，s2闭合，将储能电感L1 于考虑到野外作业的需要，充电器也要考虑可以车载 中能量释放出来。Cl作为滤波和储能电容使用。K。 充电，即用汽车12V供电的点烟器进行充电。因此， 充电电路的设计必须考虑升压和降压两种开关型供电 开关周期之比，始终小于1，所以输出电压始终高于输 模式，即充电器的供电用DCl2V，然后先把12V进行 入电压，从而实现了升压。 升压至20V，再用降压充电控制器对锂电池充电至 一 16．8 V。 完成。升压到‰=20V，电流最大4A。其升压电路 1锂离子电池的充电过程 原理如图2所示。 m782为凌特公司生产的96％效率电流型大功 由于充电对象为锂离子电池，所以必须对充电过 率2相升压型DC／DC转换控制器，其高开关频率(高 程进行管理。 达500kHz)和两相操作降低了对系统滤波电容和电 锂离子电池充电共分为两个过程： 感的要求。如果采用单相变换器方案来设计大功率升 a)恒流充电。一开始，首先以O．5C(m戕)的恒 压型变换器，需要使用体积庞大的电感、数量众多的输 流对电池进行充电，直至电池电压上升到最大电压值。 入和输出电容以及大功率Mos