針對充電電池的低成本CCR充電解決方案

表4包含了電池的溫度數據。在所有情況下，環境溫度約為25℃。對于鋰離子電池而言，可以得出這樣的結論，充電電流越大，電池溫升就越高。在0.1C充電時，鎳氫電池的情況相同。重要的是要記住，在何時選擇使用多大的充電速率。

充電電流、功耗及電池電壓

1) 隨時間變化的充電電流

使用恒流穩流器充電電流可保持不變，直到充電終止，如圖5所示。

圖5：隨時間變化的充電電流

2) BJT和二極管的功耗

如今，人們都非常關心電路的功耗。降低輸入電壓是一種方式，為的是提高電路性能。這是使用低VCE(sat)晶體管的原因之一。如表1所示，晶體管的VCE非常低。圖6也描述了隨著時間推移PNP晶體管所消耗的功率。正如人們所期望的，在充電電流增加時耗散功率(PD)也增加了。然而，在約300 mA的充電電流下，晶體管消耗的功率小于15 mW。

除了使用低VCE(sat) 的BJT，還可使用一個DSN2封裝的低正向壓降(VF)肖特基二極管來降低功耗。該二極管用于反向電流保護。選擇安森美半導體的NSR10F40NXT5G的原因是它有市場上最低的VF。在最高充電電流下測得的二極管消耗功率大約為95 mW。圖7顯示了電池正在充電時DSN2低VF肖特基勢壘二極管的功耗。

使用低VCE(sat) BJT和低VF肖特基二極管輸入電壓可降至盡可能最低。

圖7：隨時間變化的二極管耗散功率

3) CCR的功耗

功耗是使用CCR時一個非常重要的參數。它是使所有電壓下降以確保恒流電池充電的器件。當器件開始升溫時，電流開始下降。為了盡量減少CCR溫升，板上大部分空位放置了銅箔。然后CCR的陰極被連接到該區域的銅箔作為散熱片。當使用多個并聯CCR時，要牢記各CCR的功耗只是CCR獨立電流乘以電壓的值，而不是總充電電流值。圖8顯示了隨時間推移的CCR消耗的功率。當使用多個CCR獲取更高充電電流時，只顯示了一個CCR數據。

圖8：隨時間變化的CCR的耗散功率

4) 隨時間推移的電池電壓

圖9描述了所有六個測試用例的電池電壓。對于鋰離子電池電壓，人們期望看到當電壓達到4.2 V時電壓開始變平。在比較先進的電路中，這將適用于涓流充電。然而，如上所述該電路設計為的是在預定電壓下停止充電，本例中為4.15 V。

圖9：隨時間變化的電池電壓

結論

綜上所述，恒流穩流器也就是CCR可以提供電池充電用的恒流。此外，當用CCR實現上面討論的控制器時，有可能用相同的電路以不同的電流為不同的化學電池充電。這樣，既可以滿足特定應用要求，又能確保安全和無故障的充電操作。