集成功率FET的鋰離子開關(guān)充電器

　　當(dāng)輸入至輸出的開銷電壓(overhead voltage)和/或充電電流較高時，線性電池充電器的功耗相當(dāng)大。以一般的便攜式DVD播放器(雙節(jié)鋰離子電池組、12V車載適配器、1.2A額定充電電流)為例，其線性充電器的平均功耗超過5W。

　　bq241xx系列開關(guān)充電器是對過熱問題的簡便解決方案。內(nèi)置功率FET能夠提供高達(dá)2A的充電電流。同步PWM控制器的工作頻率為1.1MHz，輸入電壓最高可達(dá)18V，非常適用于由單節(jié)、雙或三節(jié)電池組供電的系統(tǒng)。該系列開關(guān)充電器具有的高電壓、高電流、高效率等優(yōu)異特性，并且與集成的反向漏電保護(hù)和內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償電路一起，井然有序地排列在小型QFN封裝(3.5X4.5mm)中，既可節(jié)省板級空間，還能縮短系統(tǒng)設(shè)計(jì)時間。

　　基于bq24103的設(shè)計(jì)范例如圖1所示。在這個設(shè)計(jì)中，適配器電壓為12V，電池組為1800mAH的2S鋰離子電池，電池穩(wěn)壓要求為4.2V/節(jié)，電池截止電壓為3V/節(jié)，快速充電電流為1.2A，預(yù)充電與終止電流為120mA，安全定時器滿量程為5小時。下面將通過計(jì)算選擇合適的電感、電容和電阻元件。

確定電感L的值

　　假設(shè)紋波電流為30%，則電感可由式(1)求出：



　　其中L=8.2µH。為防止電感飽和，電感飽和電流應(yīng)大于峰值電流。

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　　因此可選擇8.2µH、1.6A、39mΩ SumidaCDRH5D28電感。



確定輸出電容C的值

　　內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)償?shù)闹C振頻率fO約為16kHz。為達(dá)到最佳的環(huán)路穩(wěn)定性,電容C的值為：



　　因此選擇10µF、25VX7R1206陶瓷電容。

　　確定檢測電阻RSNS的值

　　RSNS上的電壓VRSNS等于100mV～200mV，為獲得標(biāo)準(zhǔn)的電阻值，將VRSNS設(shè)定為120mV，則：

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　　因此選擇1%、100mΩ、0.25W電阻。

　　確定RSET1與RSET2的值

　　已知VISET1=1.0V、VISET2=0.1V、KSET1=KSET2=1000V/A。



　　電阻。 因此選擇1%、8.33kΩ

　　確定C1的值

　　C1用于設(shè)定快速充電定時器,可通過下式計(jì)算C1的值。



　　為實(shí)現(xiàn)較好的溫度性能，請選擇0.12µF或0.1µF的X5R或X7R陶瓷電容。

　　確定RT1與RT2的值

　　RTS為熱敏電阻的電阻，其電阻值隨溫度降低而變小。使用一個103AT-2熱敏電阻，并假設(shè)該電阻在低溫、高溫環(huán)境下的電阻值分別為RTS_Cold=27306Ω(0℃)、RTS_Hot=4935Ω(45℃)。