一款基于BQ24610的智能鋰電池充電方案

3.1 適配器或電池供電的設計

主要通過兩個P溝道的MOSFET實現。BQ24610能夠自動控制實現適配器或者電池給負載供電，當系統(tǒng)啟動或者進入睡眠模式時，電池默認與系統(tǒng)連接，當退出休眠模式30ms,電池自動與系統(tǒng)斷開，適配器與系統(tǒng)連接。每次進入快速充電，當確定沒有過充、輸出電容和電源轉換器沒有過壓現象時，系統(tǒng)自動軟啟動充電電流管理。當CE引腳的狀態(tài)指示燈亮表明系統(tǒng)進入充電使能狀態(tài)。

3.2 鋰電池的電量檢測與充電指示設計

通過分壓法采集電池電量AD信號，通過I/O口傳輸給單片機，單片機對信號進行處理做出反應。電池充電狀態(tài)的顯示是通過兩個LED燈(STAT1、STAT2)，實現充電與充電完成狀態(tài)顯示。當SRN與SRP之間的電壓低于5mv時，芯片自動控制進入周期循環(huán)充電潛流保護，這能夠阻止引起提振效應的負面感應電流。提振效應能夠隨著電池到輸入電容的輸入電壓增大，導致VCC引腳過壓，引起系統(tǒng)損壞。輸入過壓和低壓保護，能夠有效的預防過壓或低壓對系統(tǒng)造成的損壞。電池的過壓保護，充電電流過流保護，熱關機保護等一系列的保護措施能夠大大提高系統(tǒng)的安全性。

3.3 系統(tǒng)電壓低于12V時系統(tǒng)自動關機的設計

通過一個含有最大限制電壓是30V的P溝道MOSFET和一個分流基準源實現，在此部分電路中電阻R43,R44需要滿足12*R44/(R43+R44)=2.5,經計算取R43=38K,R44=10K3.4 系統(tǒng)按鍵開關的設計

含有按鍵開關的S1部分能夠實現該功能，主要原理如下：按鈕按下前，VT2的GS電壓(即C1電壓)為零，VT2截止，V1的GS電壓為零，V1截止無輸出;當按下S1,C1充電，VT GS電壓上升至約3V時VT2導通，并迅速飽和，V1 GS電壓小于-4V,V1飽和導通，VOUT有輸出，發(fā)光管亮，C1通過R6、R12繼續(xù)充電，V1、VT2狀態(tài)被鎖定;當再次按下按鈕時，由于VT2處于飽和導通狀態(tài)，漏極電壓約為0VC1通過R3放電，方至約3V時，VT2截止，V1柵源電壓大于-4V,V1截止，VOUT無輸出，發(fā)光管滅，C1通過R6、R12及外電路繼續(xù)放電，V1、VT2維持截止狀。

3.5 電流電壓參數的設計

3.5.1 預充電電流設計

電池的預充電電流IPRECHARGE由引腳ISET2的電壓確定，大小為充電電流的1/6.

根據公式(1)電池預充電電流為0.6A.

3.5.2 適配器電流設計

與電池的電流大小類似，通過ACSET引腳的輸入來設置適配器的電流，適配器電流大小是由連接ACP引腳與ACN引腳的電阻RAC決定。

VACSE,是ACSET引腳的輸入電壓，范圍在(0-2)V之間。VISET1=2V,RSR=30mΩ，根據公式(2)，充電電流設定為3.1A.

3.5.3 充電電壓設計

電池充電調整電壓VBAT通過電池和地之間的電阻進行設定，從中間部分與VFB引腳相連。

R2在VFB和電池之間，R1在電池和地之間。

取R1=4K,R2=28K,根據公式(3)，該系統(tǒng)中充電電壓設定為16.8V.

3.5.4 充電電流的設計

通過ISET1引腳的輸入來設置最大的快速充電電流，電池的充電電流由SRP、SRN之間的電阻RSR決定。

VISET1,是ISET1引腳的輸入電壓，范圍在(0-2)V之間。VACSETT=2V,RAC=25mΩ，根據公式(4)，適配器電流設定為3.9A.

4.結論

通過試驗結果分析，充電電壓在16.5V左右浮動，準確度超過95%,充電電流在3.1A左右浮動，準確度超過99%.系統(tǒng)的輸入過壓過流保護、電池的過壓、過流保護，高溫保護準確度達到了99%.經過多次試驗該電路能其要求的功能。

本文系統(tǒng)地分析了鋰離子電池充電控制集成電路芯片應用中常用到的技術問題，并給出了在便攜式制氧機中的典型應用實例。根據系統(tǒng)對電池的應用需求，通過合理設置BQ24610的外部元件參數，就可構成一個功能完備的鋰離子電池充電器。該設計能夠很好的實現系統(tǒng)鋰離子電池充電器的功能，可作為有關設計人員對電池充電器進一步開發(fā)的參考。該類集成芯片系列較多，但在使用方法上存在許多類似之處，這使得本文的分析討論在實際應用中具有重要的實用價值和參考價值，為電池充電電路設計者提供了有用的參考，同時也可為其他電子元件的應用提供參考。