基于DS2712的USB接口鎳氫電池充電器設(shè)計(jì)
3 線性穩(wěn)壓源與開關(guān)電源的對(duì)比
USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)允許低功率接口輸出100 mA的驅(qū)動(dòng)電流,高功率接口輸出500 mA的驅(qū)動(dòng)電流。如圖2所示,使用線性穩(wěn)壓源控制鎳氫電池的充電電流,那么上述2個(gè)驅(qū)動(dòng)電流值就是可獲得的最大充電電流。圖中功率管Q的功耗為PQ=VQIBATT(VQ為功率管Q上的壓降,IBATT為電池充電電流),必須使用散熱片來防止功率管因熱損耗而過熱。對(duì)于USB 2.0接口提供的輸入功率和5 V額定電壓而言,除了電池外,充電通路上的元件都會(huì)產(chǎn)生功率損耗和電壓降。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/175846.htm
圖3所示為USB接口通過線性穩(wěn)壓源對(duì)鎳氫電池進(jìn)行充電時(shí),通過理論計(jì)算獲得的充電器功耗曲線。如圖3所示,對(duì)單節(jié)鎳氫電池充電時(shí),線性穩(wěn)壓源的充電效率不足30%,對(duì)2節(jié)串聯(lián)的鎳氫電池進(jìn)行充電時(shí),充電效率也只能達(dá)到60%。以500 mA電流對(duì)單節(jié)鎳氫電池充電,線性穩(wěn)壓源充電器會(huì)產(chǎn)生2 W的功耗,一般而言,這就意味著需要使用散熱片。
使用開關(guān)電源就可以解決這一系列的功耗和散熱問題。高功率USB接口所能提供的最大電流為500 mA,以該電流值的90%通過一個(gè)效率為77%的異步降壓型開關(guān)電源對(duì)鎳氫電池進(jìn)行充電。經(jīng)計(jì)算可獲得如圖4所示的線性充電器與開關(guān)電源之間的充電時(shí)間對(duì)比。與線性充電器相比,開關(guān)電源可提供更大的充電電流,從而縮短充電時(shí)間。而且由于熱功耗更低,充電器的熱管理難度也就隨之下降,與此同時(shí),更低的運(yùn)行溫度也可以使充電器更可靠。
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