參數(shù)資料
型號(hào)： MCP73828(中文)
廠商： Microchip Technology Inc.
英文描述： Single Cell Lithium-Ion Charge Management Controller with Charge Complete Indicator and Temperature Monitor(單室鋰粒子充電器)
中文描述： 單節(jié)鋰離子電池充電管理控制器，充電完畢指示燈和溫度監(jiān)測(cè)器（單室鋰粒子充電器）
文件頁(yè)數(shù)： 12/24頁(yè)
文件大小： 722K
代理商： MCP73828(中文)
MCP73828
DS21706A
_
CN
第
12
頁(yè)
2004 Microchip Technology Inc.
6.1
應(yīng)用電路設(shè)計(jì)
由于線性充電效率較低，因此設(shè)計(jì)時(shí)最重要的因素是發(fā)
熱設(shè)計(jì)和成本。這些因素與輸入電壓、輸出電流以及外
部
P
溝道通路晶體管
Q1
與周圍冷卻空氣之間的熱阻等
參數(shù)直接相關(guān)。最差的情況發(fā)生在輸出短路時(shí)。此時(shí)，
P
道通路晶體管的功耗最大。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在充電電流、
成本以及充電器的散熱等因素之間應(yīng)進(jìn)行權(quán)衡。
6.1.1
元件選擇
圖 6-1 中外部元件的選擇對(duì)于充電系統(tǒng)的完整性以及可
靠性至關(guān)重要。以下介紹旨在為用戶進(jìn)行元件選擇時(shí)提
供指導(dǎo)。
6.1.1.1
檢測(cè)電阻
對(duì)于鋰離子電池，最佳快速充電電流為
1C
，絕對(duì)最大
電流為
2C
。例如，一個(gè)
500 mAH
電池組的最佳快速充
電電流為
500 mA
。
以這個(gè)速率進(jìn)行充電可以使得充電
周期時(shí)間最短，同時(shí)電池組的性能和壽命卻不受影響。
電流檢測(cè)電阻
R
SENSE
可由下式計(jì)算：
其中：
V
CS
為限流門限電壓
I
OUT
為期望的快速充電電流
以
500 mAH
電池組為例，選用標(biāo)準(zhǔn)值為
100 m
，精度
為
1%
的電阻可提供典型值為
530 mA
的峰值快速充電
電流，和
758 mA
的最大峰值快速充電電流。最差情況
下檢測(cè)電阻的功耗為：
Panasonic
公司生產(chǎn)的
ERJ-L1WKF100U 100 m
，
1%
，
1 W
電阻即可輕松滿足該應(yīng)用要求。
如果檢測(cè)電阻值較大，峰值快速充電電流以及檢測(cè)電阻
和外部通路晶體管上的功耗都將減小，但充電時(shí)間將有
所增加。因此，設(shè)計(jì)時(shí)為了最大限度地減小系統(tǒng)空間并
保持所期望的性能，應(yīng)進(jìn)行權(quán)衡。
6.1.1.2
外部通路晶體管
外部
P
溝道
MOSFET
的散熱取決于柵－源門限電壓、
輸入電壓、輸出電壓和峰值快速充電電流等因素。所選
用的外部
P
溝道
MOSFET
必須滿足散熱和電氣設(shè)計(jì)要
求。
發(fā)熱考慮
當(dāng)輸入電壓處于最大值而輸出被短路時(shí)，外部通路晶體
管上的功耗處于最差的情況。此時(shí)，功耗為：
其中：
V
INMAX
為最大輸入電壓
I
OUT
為最大峰值快速充電電流
K
為監(jiān)聽(tīng)電流比例因子
在
5V, +/-10%
輸入電源，
100m
，
1%
檢測(cè)電阻以及
比例因子為
0.43
時(shí)功耗為：
選用
Fairchild
公司的
NDS8434
或
IR
公司的
IRF7404
型
MOSFET
，并安裝在
1
平方英寸
2 oz
重的銅焊盤上，
結(jié)溫溫升約為
90°C
。這樣，允許的最大環(huán)境溫度為
60°C
。
如果增加銅焊盤的尺寸，可得到較高的允許環(huán)境溫度或
采用阻值較小的檢測(cè)電阻。
此外，采用不同的器件封裝形式也會(huì)得到較大或較小的
功耗。同樣地，為了最大限度地減小系統(tǒng)空間并保所持
期望的性能，應(yīng)作出取舍。
電氣考慮
在設(shè)計(jì)階段，必須考慮柵源門限電壓和
P
溝道
MOSFET
的
R
DSON
。
在最差條件下，由控制器提供的
V
GS
發(fā)生在輸入電壓最
小而充電電流最大時(shí)。此時(shí)，
V
GS
為：
其中：
V
DRVMAX
為
V
DRV
輸出引腳上的最大灌電壓
V
INMIN
為最小輸入電壓
I
OUT
為最大峰值快速充電電流
R
SENSE
為檢測(cè)電阻
當(dāng)電源電壓采用
5V
，精度為
+/-10%
的電壓源，
檢
測(cè)電阻選用
100 m
，
1%
精度的電阻，且最大輸
出電壓為
1.6V
時(shí)，最差條件下的
V
GS
為：
R
SENSE
V
I
OUT
-----------
=
PowerDissipation
100m
758mA
2
×
57.5mW
=
=
PowerDissipation
V
INMAX
I
OUT
K
×
×
=
PowerDissipation
5.5V
758mA
×
0.43
×
1.8W
=
=
V
GS
V
DRVMAX
V
INMIN
I
OUT
R
SENSE
×
)
–
(
–
=
V
GS
1.6V
4.5V
758mA
99m
×
–
(
)
–
2.8
–
V
=
=
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