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        對線性、單芯鋰離子電池充電器做功能測試的簡單裝置

        作者: 時間:2007-09-18 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
        現(xiàn)在大多數(shù)的電池充電器都采用開關(guān)模式。但是現(xiàn)在也存在著一種用于現(xiàn)代單芯鋰離子的IC充電器的合適應(yīng)用,這種電池的單芯電壓為4.2V。此外,適用于單芯鋰電池的5VDC供電很普遍。充電器用5V電源電壓為鋰離子芯充電時,效率h大約為4.2V/5V,或84%。雖然這個值還算理想,但實際值會略低于84%因為充電器的控制電路有功耗。不過,其效率仍能與開關(guān)模式充電器相比。充電器亦提供一些額外的優(yōu)點。它們幾乎不產(chǎn)生 EMI(電磁干擾),它們不需要,并且它們需要的器數(shù)也少于開關(guān)模式充電器。


        圖 1 的測試裝置使用了IC1,這是一片用于鋰離子電池線性充電器的 Analog Devices ADP2291。該器件采用3mm×3mm LFCSP和QFN 封裝。這款I(lǐng)C的小尺寸是很受歡迎的特點,不過它也會帶來一個檢查問題。焊完IC后,必須對充電電路作一次功能測試。不能光通過目視方法檢查焊點,因為它們間距只有0.5 mm。

        為了對圖1的充電器電路作測試,我們用一組電解器代替鋰離子電池,這樣大大降低了充電間隔,將測試時間降至秒級。另外,為器的充電是一個有明確定義的過程,你只需采取金屬導(dǎo)電方式將電容器,從而很方便地除去前面的充放電痕跡。

        另外,線性充電器可以使電容器放電到0V,而鋰離子電池則不能。電路上電后,應(yīng)立刻點亮并接著熄滅LED指示燈,即確認充電器正常工作。用下列方程估計LED點亮的時間:


        其中VT為2.8V,這是充電器進入其快速充電模式的輸出電壓閾值;C是連接到輸出端的一組電容器的總?cè)萘恐担籌PR是預(yù)充電電流;VOUT為4.2V,即充電結(jié)束時的標(biāo)稱輸出電壓。充電電流是預(yù)充電模式下充電電流的10倍。當(dāng)你將IC的ADJ(調(diào)整)腳留空時就出現(xiàn)這種情況。方程括號中的第一項對應(yīng)于預(yù)充電間隔,第二項則表示充電間隔。對于0.012F的總電容量,預(yù)充電電流為46.5 mA,而LED的發(fā)光時間大約為0.76s。

        通過緩慢旋轉(zhuǎn)可變負載電阻器 RL 的動片,可以確定輸出閾值電壓,即從電阻最小值一直調(diào)整到LED熄滅為止。此時斷開負載電阻的一端,停止動片,用歐姆表測量其阻值。則預(yù)充電電流值就是輸出電壓除以負載電阻測量值,輸出電壓為4.2V。對于圖中所示元件值,實驗確定的44.4 mA預(yù)充電電流與電流檢測電阻為0.33Ω時的45mA典型值是一致的(參考文獻1)。

        可以按下述方法測量閾值輸出電壓VT的值:從電阻最小值開始旋轉(zhuǎn)負載電阻器的動片,同時用電壓表測量充電器的輸出電壓。當(dāng)輸出電壓增加到大約2.6V時,減緩動片的旋轉(zhuǎn)動作,直到輸出突然改變?yōu)?.2V。用這種方法可以確定的閾值電壓為2.75V。

        參考文獻
        1. “Compact, 1.5 A Linear Charger for Single-Cell Li+ Battery,” ADP2291, Analog Devices, 2005.

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