锂离子电池充电器。方案、说明

锂电池充电器。无线电电子电气工程百科全书

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目前，锂离子（Li-Ion）和锂聚合物（Li-Pol）电池被广泛使用。它们的显着特点是容量大、重量轻、尺寸小。相当大范围的此类电池用于手机中。

此类储能设备充电的特殊性在于严格遵守充电模式，不遵守充电模式会导致电池故障，有时甚至导致爆炸。

为了给锂离子电池充电，专门生产了微电路来确保安全充电。我提供基于 MC34674 芯片的充电器。该 IC 是一款完全集成的现成设备，用于为单节锂离子和锂聚合物电池充电。该微电路在 1...4,3 V 输入电压下提供 10 A 的最大充电电流。

微电路可针对高输入电压（但不超过 28 V）、微电路和电池过热提供保护。该 IC 允许以低电流对完全放电的电池进行充电。芯片尺寸为2x3毫米，因此组装后的充电器占用的空间非常小，并且可以内置到可穿戴产品中。

充电过程由三个阶段组成。

1.所谓“涓流充电”，电池完全放电，其电压低于2,7V。充电是在变化的输入电压下进行的，大约比电池电压高60mV。

2. 电池电压高于2,7V。直流充电。

3. 电池电压 - 4,2V。

恒压充电，电流逐渐降至零。

在充电过程中，电流和电压受到控制。

如果耗能设备与充电器并联，并且在其运行期间电池电压下降至 4,1 V，则再次开启直流充电模式（最大可能）。充电过程中，当晶体温度升至110℃时，停止充电，以免微电路失效。微电路允许您根据电池温度调节电池充电电流（为此，必须在电池中内置 NTC 热敏电阻。

手机电池通常都有这样的热敏电阻）。

在充电器中（图 1），电源电压通过 USB 接口或外部电源提供给 X2 连接器，经过 FU1 保险丝，经过 L1 扼流圈和 C3 电容器的滤波和平滑，然后馈送到D1微电路的输入。电容器C4和压敏电阻R6用于抑制电源电路中的浪涌。

来自D8引脚1的充电电压提供给电池GB1的“+”。

使用 R1-R2-Rt-C2 链，设置执行充电的“温度窗口”。

（点击放大）

对于这些电阻器额定值（Rt+R2=120 kOhm），关断温度上限为+55°С，关断温度下限（Rt+R2=290 kOhm）为-40°С。

输入 EN（引脚 4）D1 用于从外部打开（逻辑“0”）或关闭（逻辑 1）微电路。输出 GRN（引脚 2）和 RED（引脚 3）用于指示充电器的工作模式。

在此电路中，这些引脚连接到便携式设备的微控制器的空闲端口。

如果电路不提供使用微控制器，则引脚 4 必须接地，电阻器 R3 和 R4 的电阻必须减小到 470 欧姆，连接到 D5 的引脚 1，而不是 +1 V，并且 LED 必须与电阻串联开启，指示充电器的工作模式。如果Uvx_norma=0且Zar_Bat=1，则电池已充电。如果 Uvx_norma=1 且 Zar_Bat=0，则电池正在充电。

该设备组装在一块尺寸为 9x13 毫米的单面印刷电路板上（图 2）。它使用的芯片元件：C1、C2、C4 - 尺寸0402、C3 - 1206、R1、R5 - 0402、R6 - 0805、L1 - 3216、FU1 - 0402。

锂离子电池充电器

作者：S.Abramov，奥伦堡

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