本設計筆記展示了具有修改反饋路徑的電路如何將開關模式電源轉換為高效電池充電器。電池充電器基于降壓控制器MAX797,可在較高輸出電壓下以96%的效率為多達<>節電池充電>效率。
電池充電器的設計通常不考慮效率,但低效率充電器產生的熱量可能會出現問題。對于這些應用,圖1所示的充電器可提供2.5A電流,效率高達96%。它可以在用汽車電池操作時為一到六節電池充電。
圖1.改進的反饋路徑將這種用于筆記本電腦的開關模式電源電路轉換為高效電池充電器。
IC1是一款降壓模式開關穩壓器,用于控制外部電源開關Q1和同步整流器Q2。這些 n 溝道 MOSFET 比等效的 p 溝道類型更有效,因為它們的導通電阻更低;因此,當傳導給定量的電流時,它們會降低較少的電壓。IC1包括一個電荷泵,用于產生Q1所需的正柵極驅動電壓。
電池充電電流在25mΩ電阻R3兩端產生一個電壓,該電壓由運算放大器放大,并以正電壓反饋的形式呈現給IC1。該反饋使芯片能夠將充電電流保持在2.5A。充電時,電路還可以向單獨的負載提供電流,直至達到電流檢測變壓器T1和檢測電阻R1設定的限值。
T1通過降低R1的功耗來提高效率。變壓器匝數比(1:70)僅將電池加負載總電流的1/70通過R1,從而產生反饋電壓,使IC1能夠將總電流限制在與外部元件兼容的水平。
在較高的輸出電壓下,效率超過 96%(圖 2)。(輸出電壓越低,輸出功率越少,因此與Q1、Q2和IC1相關的相對固定的耗散量占總功耗的比例較大。如果在充電過程中無意中斷開了電池連接,VOUT無法上升到危險水平(就像在升壓模式拓撲中一樣),因為充電器的降壓模式拓撲將最大輸出電壓限制為VIN值。
圖2.圖1電池充電器的效率隨輸出電壓而升高。
審核編輯:郭婷
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