許多手持設備使用單節Li+電池,它們需要簡單而經濟的充電解決方案。底座充電器是一種選擇,它越來越受到系統設計工程師的關注,因為他們無需擔心手持設備中的內置充電邏輯。底座充電器提供完整的獨立Li+充電器解決方案。
本應用筆記介紹了一種采用低成本線性適配器的無電感、幾乎無損的Li+單節電池底座充電器。
用于底座充電器的線性輸入電源
圖1顯示了離線底座充電器的框圖。在離線底座充電器市場中,供應商在底座外殼中使用單獨的 AC/DC 適配器或內置 AC/DC 轉換。AC/DC適配器最經濟的解決方案是線性變壓器。
圖1.離線式底座充電器框圖
如圖2所示,這種簡單的線流適配器沒有電壓和電流調節電路,但如果已知交流輸入電壓變化和交流線性變壓器適配器的輸出阻抗,則可以預測其輸出特性。
圖2.交流線性變壓器適配器框圖
圖3顯示了圖2線性變壓器的等效電路圖。Z外是交流線性適配器的輸出阻抗。
圖3.線性變壓器適配器的等效電路圖
我們可以設計一個匝數比為n的變壓器。
n= NP/NS= VIN/VS
如果 VIN=120V 交流和VS=12V和,則 n 為 10。如果 V在的變化是±10%,Vs也會變化±10%。
圖2適配器在R處的輸出電壓負荷:
VOUT = (1/n) × VIN × RLOAD/ (ZOUT + RLOAD)
例如,如果 VOUT1 = 9V在 1mA 和 VOUT2 = 4.5V在500mA負載下標稱交流輸入,交流線性變壓器適配器的輸出阻抗應為
ZOUT = (VOUT1 - VOUT2)/(500mA - 1mA)
= (9 - 4.5)/ 0.499
= 9Ω
圖4顯示了示例線性適配器的輸出電壓和電流特性,額定輸入= 120VAC 60Hz,輸出= 3.7V,350mA,設計如圖2所示。
圖4.3.7V/300mA 線性適配器的輸出特性
輸出負載 | 輸出電壓 |
0安 | 7.812V |
100毫安 | 6.218V |
200毫安 | 5.160V |
300毫安 | 4.140V |
400毫安 | 3.160V |
500毫安 | 2.120V |
600毫安 | 0.99V |
670毫安 | 0V |
由于輸出電壓和電流受到限制,因此輸出功率受到限制。盡管該線流適配器的線路和負載調整率較差,但它是MAX1879 Li+充電器輸入電源的好選擇。圖 2 中的溫度保險絲和 PTC(正溫度系數)電阻可用于過熱保護和 UL 安全要求。
MAX1879 Li+充電器
MAX1879電池充電器為單節Li+電池,采用8引腳μMAX封裝。該器件與交流線性變壓器適配器和 PMOS FET 配合使用,可對單節 Li+ 電池進行安全快速充電。MAX1879不僅是無電感所需的解決方案,也是單節Li+電池充電器中功耗最低的解決方案。圖5所示為實際應用電路,包括充電狀態LED、熱敏電阻和反向電流保護二極管。
圖5.MAX1879高效Li+充電器
MAX1879以三種方式之一啟動充電:電池插入、充電器上電或外部操作THERM引腳。當開/關占空比降至 1/8 時,CHG LED 熄滅,當片內計數器超時時,充電終止。關鍵安全特性包括連續電壓和溫度監控、可編程充電器超時以及用于為近死電池充電的 8mA 預充電電流模式。自動檢測輸入電源移除可關閉器件,從而最大限度地減少電池的電流消耗。0.75%的整體系統精度可確保充分利用電池容量,而不會降低循環壽命。
圖6.3.7V/350mA交流適配器的輸出波形和MAX1879充電器的充電電流如圖5所示
總結
MAX1879帶有限流線性壁式適配器,可為單節Li+離線底座充電器提供最經濟、最有效的解決方案,PMOS FET幾乎沒有功率損耗。它可以輕松設計用于手持設備或電池組,而不會產生過多的功耗和散熱問題。
審核編輯:郭婷
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