便携式移动电源电子电路设计方案详解

2021-06-18 17:49字体:
  

  产物的普及化,如智好手机、平板电脑、条记本电脑、MP3随身听等,简直人人都操纵这些产物,然则当你出门正在外正正在操纵智好手机打电话或操纵平板电脑看影片时,电池骤然没电了,往往让人感应卓殊无奈。为避免外出时遇上智好手机或平板电脑没电的窘况,对付这些产物来说,挪动电源(Power Bank)简直成为必备的配件。同时,跟着锂离子电池干系时间的疾速起色,使得挪动电源的电池容量愈来愈大但体积却不增反减,大大提拔了挪动电源领导的方便性。

  目前,挪动电源自己除了找寻愈来愈大的电池容量与仅也许浮滑小巧的外型外,其充电所需的期间是非与可开释出来的总电量众寡也为消费者选购时存眷的核心。所以,若何计划充电期间短、转换功效高的挪动电源电道,亦为挪动电源产物计划上的紧急课题。有鉴于此,本文将分析若何完毕一体积小、功效高的挪动电源电道。

  目前挪动电源的电道计划大致上可分为三种,第一种计划是Charger IC + Boost($19.3800)IC,此种计划应用Charger IC对挪动电源的锂电池充电,Boost($19.3800)IC对挪动安装放电,如图1所示。第二种计划是MCU + Charger IC + Boost($19.3800)IC,除了第一种计划的部卓殊,众了MCU对锂电池及输入输出电压作侦测,此种计划目前比力常睹,如图2所示。第三种计划则是MCU + Combo($438.5500)IC,此种计划是将Charger IC及Boost($19.3800)IC整合成一颗IC,可能裁减零件的数目,俭朴PCB空间,如图3所示。而本文将针对目前比力常睹的第二种计划做注意先容。

  这几年,跟着便携式产物不绝生长,挪动电源的需求也一连增进,浮滑小巧、疾速充电、转换功效高及高安静性等也成为消费者购置挪动电源时的首要研究,为了满意消费者的需求,很众公司都推出挪动电源管理计划,正在此咱们以沛亨半导体所拓荒的 AIC6511及AIC3420动作计划外率,供应给读者参考。

  从上一节可能得知,一个完美的挪动电源电道包蕴了电池充电照料IC、升压转换器IC及MCU,每个一面都市影响挪动电源的举座出力,因而选用适合的IC长短常紧急的。图4所示为本文所要先容的挪动电源电道,重要由AIC6511锂离子电池充电转换器、AIC3420升压转换器及MCU所构成。底下将针对所提出的挪动电源电道做注意的分析。

  锂离子电池是目前操纵最渊博的可反复充电式电池,可将单颗锂电池用于低功率产物,也可能将众颗锂电池串并联获得更高电压与容量,比如挪动电源即是将众颗锂电池并联来得到高容量。锂电池具有能量密度高、自放电率低、无回忆效应、寿命长、重量轻等所长,卓殊适合做为便携式产物的电力开头。

  锂电池充电IC分为线性式及切换式两种,线性式充电IC的本钱低,IC接脚数较少,只必要少数的被动组件。然而线性式充电IC有较大的功率损耗,若计划欠好常会导致IC温渡过高,且通常挪动电源大家操纵散热较差的塑料外壳,使得线性式充电IC无法供应较大的充电电流,所以线性式充电IC平淡比力适合低容量锂离子电池操纵。若生机正在短期间之内将电池充饱,则必须要提升充电电流,此时可能研究操纵切换式充电IC。切换式充电IC应用开合的高频切换来抵达能量的通报,可供应较大的充电电流,且具有高转换功效不会有过热地步,适合高容量电池的充电操纵。

  充电流程中,当电池电压上升到4.2V时,要登时甩手充电,以避免电池过充而发生紧张,而当电池放电时,电池电压假若降至2.5V以下,要登时甩手放电,免得电池过放而裁减电池的操纵寿命。除此以外,锂电池正在操纵上,还会加上短道爱戴电道,防守锂电池因短道而变成紧张。

  锂电池对充电条件很高,必要紧密的充电电道以包管充电的安静,越发条件终止充电电压精度正在额定值的0.5%之内。目前锂电池充电最常采用三段充电法,即预先充电形式(Trickle Charge Mode)、定电流充电形式(Constant Current Charge Mode)、定电压充电形式(Constant Voltage Charge Mode)。充电IC正在充电前会侦测电池的形态,若电池电压大于3V,将以定电流充电形式充电;若电池电压低于3V,则以预先充电形式(约10%的定电流充电形式充电电流) 充电,到亲密终止电压时,改为定电压形式充电,此时电池电压简直稳定,但充电电流会一连降落,当充电电流降到某一值时(约10%的定电流充电形式充电电流),充电电流会被紧闭,实行充电。图5所示为采用三段充电法的锂电池充电特点弧线 采用三段充电法的锂电池充电特点弧线。

  便携式产物的兴盛起色,使得挪动电源的成效及规格条件也日渐提拔,所以若何有用率的充放电也成为各家厂商起色的主流。因为切换式充电器正在操纵上较线性式充电器渊博,也具有更高转换功效,适合高容量锂电池的操纵。所以本文提出一个以切换式充电IC来代替线性式充电IC的挪动电源计划,来提升充电电流,缩短充电期间,并使充电电道简直不会有过热的题目产生。

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