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電子發燒友網>電子資料下載>電源技術>使用LM5122同步升壓控制芯片設計升壓鋰電池充電的詳細資料說明

使用LM5122同步升壓控制芯片設計升壓鋰電池充電的詳細資料說明

2019-03-29 | pdf | 0.75 MB | 次下載 | 2積分

資料介紹

  本文介紹了采用 LM5122 同步升壓控制芯片,設計了一款升壓鋰電池充電方案,其適合在車載或其它工業類應用中備份電源或者其它充電應用。介紹了如何用 LM5122 實現鋰電池充電所需的恒流恒壓充電,并采用 LM5122 的 UVLO 功能來實現停止充電及重新充電功能。

  目前,在鋰電池充電的解決方案中,很多方案是采用降壓變換器的方式來實現對鋰電池充電。但在某些應用中,如車載,或工業類應用中(其通用的輸入電壓為 12V 或 24V),需要給多節(》6s)鋰電池充電時,降壓充電器就遇到了困難。在這類應用中,如果采用降壓充電解決方案,需要對 12V 或 24V 輸入電壓進行升壓,然后再降壓。這樣的系統方案成本較高,轉換效率不高且系統復雜。

  針對這類應用,需要設計一款升壓型的鋰電池充電解決方案。而在設計升壓鋰電池充電方案之前,我們需要了解一些鋰電池充電的一些特性,即鋰電池充電為什么需要采用恒升恒流的充電方式。

  如圖 1 所示(1),當充電壓高于鋰電池最高允許的充電電壓時,電池的壽命會迅速減少。有些客戶為了延長電池壽命,在設計時,會降低鋰電池充電電壓,但這會使電池的有效容量降低。如圖 2 所示(1),當充電電壓從 4.2V 降到 4.1V 時,電池有效容量會降低 10%左右,不能達到對鋰電池的有效利用。所以在設計時,需要較高精度的充電電壓。

  參數規格

  本文中升壓方案的規格如下:

  輸入電壓范圍:9V~15V

  鋰電池規格:6S(4.2V),2400mAh

  則所需設計的升壓充電方案的輸出為 1.2A 恒流,25.2V 恒壓輸出。

  實驗是基于 LM5122EVM-1PH 上進行修改驗證的。功率部分的線路在 LM5122EVM 板上做如下修改:1) 去掉輸出瓷片電容 C6 及電解電容 C12。2) 在瓷片電容 C9 與 C7 之間,插入一個 20mohm 的檢測電阻。3) 去掉 R28。

  控制線路的原理圖如圖 5 所示。其采用 TPS7B6950QDCYRQ1 從輸入電壓產生一個 5V 電壓,為控制板提供電源及參考電壓。INA169 采樣輸出電池電流。采樣的電流信號與電池電壓采樣信號通過 TLV272,對 LM5122 進行恒流恒壓控制。同時電流信號與電壓信號通過 TLV3202 與基準電壓進行比較,再經過一個或非門及一個小 MOS 對 LM5122 的 UVLO 進行控制,來實現停止充電及再充電的控制。


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