用帶2KB閃存的80C51基微控制器設(shè)計(jì)離線鋰離子電池充電器(04-100)

　　PWM輸出的信號(hào)控制著充電開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)閉合時(shí)(如圖1a所示)，充電器(Charger Vin)提供的電壓迫使電流流經(jīng)電路。電容器通過(guò)電感器進(jìn)行充電。

　　開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)(如圖1b所示)，電感器試圖感應(yīng)電壓以保持電流流動(dòng)， 但不能立即發(fā)生變化。然后，電流流經(jīng)肖特基二極管，為電容器充電。該周期能自動(dòng)重復(fù)。

　　開(kāi)關(guān)閉合時(shí)間被PWM的工作周期縮短時(shí)，平均電壓下降；反之， 開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)間被PWM的工作周期延長(zhǎng)時(shí)，平均電壓則上升。因此，控制PWM的工作周期能使微控制器調(diào)節(jié)充電電壓(或電流)，達(dá)到滿意的輸出值。

　　必須注意所采用的電感器和電容器。

　　電感器

　　顯而易見(jiàn)，降壓轉(zhuǎn)換器的電感器的大小是達(dá)到合適的充電電壓和電流的關(guān)鍵因素。 電感器的大小也隱含成本因素。電感器大小可以通過(guò)下列方程式進(jìn)行計(jì)算：

　　L = (Vi-Vsat-Vo) * (T*DutyCycle)/2Io  (1)

　　其中Vi：充電器帶給開(kāi)關(guān)的電壓；Vsat：開(kāi)關(guān)閉合時(shí)開(kāi)關(guān)的電壓損耗；Vo：電壓輸出；T：PWM的周期；DutyCycle：PWM的工作周期；Io：電流輸出(例如，恒流充電階段) 。

　　如方程式1 所示， PWM轉(zhuǎn)換頻率越高(即轉(zhuǎn)換周期T越小)，所需電感器越小，器件成本隨之降低。

　　電容器

　　必須注意的是，該電路中的電容器僅僅是一個(gè)脈動(dòng)電流減壓器，越大越好，因?yàn)槊}動(dòng)和電容器的值成反比。

　　設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　該解決方案是基于P89LPC916。整體設(shè)計(jì)策略是，首先采用恒流充電，然后采用恒壓充電，以達(dá)到最快充電。微控制器還可控制顯示工作狀態(tài)的發(fā)光二極管。

　　精確供電

　　LPC916的VDD需要精確供壓，因?yàn)樵撾妷菏菙?shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)。低壓降(LDO)調(diào)節(jié)器是該功能的最佳選擇，采用 3終端LDO LM1117為VDD精確提供3.31V的電壓。

　　PWM輸出方案

　　定時(shí)器0的單信道是用來(lái)產(chǎn)生控制降壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)的PWM信號(hào)的。由于LPC916 自身包含片上RC振蕩器，充電更加穩(wěn)定有效，尤其是在電壓控制運(yùn)行模式下。所需PWM頻率僅為約14 kHz，正好在片上振蕩器的范圍之內(nèi)。可以改變降壓轉(zhuǎn)換器的工作時(shí)間，以調(diào)整PWM的工作周期。