应用笔记 851

电池充电器以大于96%的效率提供2.5A电流


摘要 : 该设计笔记介绍了一个实用电路,对反馈电路进行修改后可以将一个开关模式电源转换成高效的电池充电器。电池充电器基于降压控制器MAX797,能够以> 96%的效率、更高的输出电压为六节电池充电。

与本文相关的观点刊登在1995年10月12日的EDN上。

一般的电池充电器设计时都不考虑效率,但是低效充电器产生的热量却可产生问题。对于这些应用,图1所示的充电器以高达96%的效率提供2.5A电流。它可以从一个汽车蓄电池为1至6节电池充电。

图1. 修改后的反馈通道将这一用于笔记本电脑的开关型电源电路转换为高效电流充电器
图1. 修改后的反馈通道将这一用于笔记本电脑的开关型电源电路转换为高效电流充电器

IC1是一个降压模式开关调节器,控制外部电源开关Q1以及同步整流器Q2。这些n沟道MOSFET比等效的p沟道型的效率更高,因为它们的导通电阻更低,因此通过一定量的电流时,它们的压降较低。IC1包括一个电荷泵,用以产生Q1所需的正向栅极驱动电压。

电池充电电流产生一个通过25mΩ电阻R3的电压,该电压经运算放大器放大成为IC1的正反馈电压。这一反馈电压使芯片将充电电流维持在2.5A。充电时,电路还可以向独立负载供电直至达到由电流检测变压器T1和检流电阻R1设置的极限。

T1通过降低R1的功耗来改进效率。变压器的匝数比(1:70)仅传送通过R1的整个电池加负载的电流的I/70,产生一个反馈电压,使IC1将整个电流控制在与外部元件可兼容的水平上。

输出电压较高时,效率可超过96% (图2)。(较低的输出电压产生较低的输出功率,因此与Q1、Q2和IC1有关的相对固定功耗就在整个功耗中占有较大的百分比)。如果在充电过程中不小心断开了电池,那么VOUT不会上升到一个危险的电平(就象升压模式电路那样),因为充电器的降压模式电路使最大输出电压限制在VIN

图2. 图1中的电池充电器效率随输出电压的上升而上升
图2. 图1中的电池充电器效率随输出电压的上升而上升