多節鋰離子電池充電器

　　鋰離子電池需要采用恒流恒壓的方式充電，當電壓低于4.2V*n(n表示串聯的節數)應該使用恒定電流，電流大小與電池容量和所需要的充電時間相關。在恒流充電的過程中，電池電壓漸漸上升達到4.2V*n，此時需要將充電方式改為恒壓，即將加在電池上的電壓保持為4.2V*n。直到充電電流下降到0。電池充電器基本上就是這樣一個恒流恒壓直流電源變換器。

　　電池充電器基本的原理是測量充電電流及電池電壓。當電池電壓未達到4.2V*n時，使用電流測量值作為電源變換器參考輸入，產生恒定電流。當電壓達到4.2V*n時，使用電壓測量值作為電源變換器參考輸入產生恒定電壓。當充電電流接近于0時，結束充電。

　　圖1為一個能對4節串聯的鋰離子電池充電的電路，輸入為+18V，充電電流設置在312mA。這個電路由U1低壓差電壓轉換器，R₁₂，R₉構成的分壓電路，R₂，U₃構成電流測量電路。U₁的輸入為18V，輸出端經二極管隔離連接到由R₁₂和R₉構成的分壓電路。當輸出為16.8V時，分壓電路的輸出為1.24V。如果不接分壓電路后面的電路。這些電路構成一個16.8V輸出的恒壓源。充電時，充電電流流過R₂產生壓降，這個電壓放大后成為REFI。　　

 

　　充電電流的設置為：I_c=V_ref/A/R_s (1)

　　其中I_c為充電電流。V_ref為LDO參考電壓，這里為1.24V。A為電壓放大倍數，這里為38.4。R_s為采樣電阻。這里使用的是0.1歐的電阻。當然可以選擇更小阻值的電阻。選擇的電阻越小對電路的影響越小。但選擇更小阻值的電阻能得到的電壓太低。有可能低到后面的放大器無法處理。電路達不到理想的精度。如果將REFI直接接到LDO參考輸入，則LDO構成一個恒流源。當充電流增加時，REFI增加，LDO隨之將輸出變低，充電電流減小。最終達到REFI等于V_ref實現恒流充電。

　　充電模式的切換

　　電流電壓的切換如圖1，使用D2將REFI與V_ref相連。當REFI加上二極管導通壓降(V_f)高于分壓電路產生的電壓時，D2導通。因為運算放大器的輸出阻抗遠低于分壓電路的阻抗，此時V_ref被箝位到REFI加上V_f。電路工作于恒流。當電池充電后電壓上升，分壓電路產生的電壓也上升，當達到設定值后REFI加上V_f低于分壓電路產生的電壓。此時D2關斷。V_ref等于分壓值，電路工作于恒壓。

　　充電指示

　　將I_REF放大驅動LED，充電時LED亮，當充電電流小于20mA時，D3慢慢變暗，最后熄滅，指示充電完畢。