对线性、单芯锂离子电池充电器做功能测试的简单装置

2007-09-18 09:02:15来源: EDN China
现在大多数的电池充电器都采用开关模式。但是现在也存在着一种用于现代单芯锂离子的线性IC充电器的合适应用,这种电池的单芯电压为4.2V。此外,适用于单芯锂电池的5VDC供电很普遍。线性充电器用5V电源电压为锂离子芯充电时,效率h大约为4.2V/5V,或84%。虽然这个值还算理想,但实际值会略低于84%因为充电器的控制电路有功耗。不过,其效率仍能与开关模式充电器相比。线性充电器亦提供一些额外的优点。它们几乎不产生 EMI(电磁干扰),它们不需要电感,并且它们需要的电容器数也少于开关模式充电器。


图 1 的测试装置使用了IC1,这是一片用于锂离子电池线性充电器的 Analog Devices ADP2291。该器件采用3mm×3mm LFCSP和QFN 封装。这款IC的小尺寸是很受欢迎的特点,不过它也会带来一个检查问题。焊完IC后,必须对充电电路作一次功能测试。不能光通过目视方法检查焊点,因为它们间距只有0.5 mm。

为了对图1的充电器电路作测试,我们用一组电解电容器代替锂离子电池,这样大大降低了充电间隔,将测试时间降至秒级。另外,为电容器的充电是一个有明确定义的过程,你只需采取金属导电方式将电容器短路,从而很方便地除去前面的充放电痕迹。

另外,线性充电器可以使电容器放电到0V,而锂离子电池则不能。电路上电后,应立刻点亮并接着熄灭LED指示灯,即确认充电器正常工作。用下列方程估计LED点亮的时间:


其中VT为2.8V,这是充电器进入其快速充电模式的输出电压阈值;C是连接到输出端的一组电容器的总容量值;IPR是预充电电流;VOUT为4.2V,即充电结束时的标称输出电压。充电电流是预充电模式下充电电流的10倍。当你将IC的ADJ(调整)脚留空时就出现这种情况。方程括号中的第一项对应于预充电间隔,第二项则表示充电间隔。对于0.012F的总电容量,预充电电流为46.5 mA,而LED的发光时间大约为0.76s。

通过缓慢旋转可变负载电阻器 RL 的动片,可以确定输出阈值电压,即从电阻最小值一直调整到LED熄灭为止。此时断开负载电阻的一端,停止动片,用欧姆表测量其阻值。则预充电电流值就是输出电压除以负载电阻测量值,输出电压为4.2V。对于图中所示元件值,实验确定的44.4 mA预充电电流与电流检测电阻为0.33Ω时的45mA典型值是一致的(参考文献1)。

可以按下述方法测量阈值输出电压VT的值:从电阻最小值开始旋转负载电阻器的动片,同时用电压表测量充电器的输出电压。当输出电压增加到大约2.6V时,减缓动片的旋转动作,直到输出突然改变为4.2V。用这种方法可以确定的阈值电压为2.75V。

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

关键字:电感  电容  短路  线性

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/power/200709/15737.html
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