基于TPS5430和MAXl674的智能充電器
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2．1 切換電路設(shè)計(jì)
切換電路用于切換充電器升壓工作和降壓工作兩種模式。設(shè)定切換的閾值電壓為3．6 V。閾值電壓由可調(diào)電阻設(shè)定并可調(diào)。充電電壓超過閾值電壓時(shí)降壓電路工作，低于閾值電壓時(shí)升壓電路工作。切換電路由場效應(yīng)管、電壓比較器等分立元件構(gòu)成，原理圖如圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/180267.htm
圖3中。輸入端VIN(P1)接充電電源，輸出端P2接MAXl674升壓電路的輸入端，肖特基二極管VD1用于防止電流倒灌。穩(wěn)壓器TL431為電壓比較器LM393的負(fù)輸入端提供參考電壓。輸入端VIN(P1)通過濾波后接入電壓比較器LM393的正輸入端。調(diào)節(jié)R_ad可調(diào)電阻，使輸入小于3．6 V時(shí)電壓比較器LM393輸出負(fù)電壓，P溝道MOS管IRLM16402VQ1、VQ2和VQ3導(dǎo)通，VQ1，VQ2的漏極連接升壓電路，使切換電路輸入、輸出端短接，使充電電壓接至升壓電路。當(dāng)輸入大于3．6 V時(shí)，輸出高電平，VQ1、VQ2和VQ3截止，此時(shí)MAXl674升壓電路無輸入。VD2、VD3的作用是當(dāng)電壓大干3．6 V時(shí)，LM393的負(fù)電源端接地；當(dāng)電壓小于5．5 V時(shí)，LM393負(fù)電源通過VQ3接ICL7660的負(fù)電壓輸出引腳。
2．2 升壓／降壓電路設(shè)計(jì)
升壓電路主要由升壓式DC-DC電源轉(zhuǎn)換器MAXl674組成。升壓后輸出4 V直接對電池進(jìn)行充電。MAXl674升壓電路如圖4所示。
圖4中，升壓芯片的儲能電感L1接MAXl674的LX引腳，電阻R1、R2和R3構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，將輸出電壓反饋至FB引腳，芯片內(nèi)部保持輸出電壓恒定。選取25 μH電感和680 μF電容組成一階低通濾波器，截止頻率
，以削弱紋波對輸出電壓的影響。
降壓電路主要由降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器TPS5430組成，降壓后直接對電池進(jìn)行充電。TPS5430降壓電路如圖5所示。
經(jīng)測試，綜合考慮效率因素，選定開關(guān)頻率為500 kHz，輸入端的電容C6和C7為旁路電容和降壓濾波電容，由于轉(zhuǎn)換器中開關(guān)在導(dǎo)通瞬間需要較大電流，通過旁路電容吸收瞬間大電流和濾除高頻噪聲信號使芯片保持穩(wěn)定工作。電路輸出功率越大，工作頻率越低，對應(yīng)的電容值也應(yīng)越大。選取等效串聯(lián)電阻阻值低，容值為10μF的電解電容。根據(jù)芯片數(shù)據(jù)資料，輸出端電感L1的取值按公式計(jì)算，可得所需的電感值是15．8μH，選取內(nèi)徑30 mm的鐵硅鋁磁芯自行繞制的電感值為18μH，以保證在額定的工作狀況下不會出現(xiàn)磁飽和。電阻R1、R2和R3構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，將輸出電壓反饋到芯片的VSNS引腳，該芯片自動調(diào)節(jié)輸出電壓，保證充電器輸出端輸出電壓恒定。
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