安森美半导体针对充电电池的低成本CCR充电解决方案

电流越大，电池温升就越高。在0.1C充电时，镍氢电池的情况相同。重要的是要记住，在何时选择使用多大的充电速率。

表1：用于测试的电阻值

表2：充电时的电压

表3：刚充完电电压即被终止

表4：电池的温度

充电电流、功耗及电池电压

1) 随时间变化的充电电流

使用恒流稳流器充电电流可保持不变，直到充电终止，如图5所示。

图5：随时间变化的充电电流

2) BJT和二极管的功耗

如今，人们都非常关心电路的功耗。降低输入电压是一种方式，为的是提高电路性能。这是使用低V_CE(sat)晶体管的原因之一。如表1所示，晶体管的V_CE非常低。图6也描述了随着时间推移PNP晶体管所消耗的功率。正如人们所期望的，在充电电流增加时耗散功率(PD)也增加了。然而，在约300 mA的充电电流下，晶体管消耗的功率小于15 mW。

除了使用低V_CE(sat) 的BJT，还可使用一个DSN2封装的低正向压降(V_F)肖特基二极管来降低功耗。该二极管用于反向电流保护。选择安森美半导体的NSR10F40NXT5G的原因是它有市场上最低的V_F。在最高充电电流下测得的二极管消耗功率大约为95 mW。图7显示了电池正在充电时DSN2低V_F肖特基势垒二极管的功耗。

使用低V_CE(sat) BJT和低V_F肖特基二极管输入电压可降至尽可能最低。

图6：随时间变化的PNP晶体管耗散功率

图7：随时间变化的二极管耗散功率

3) CCR的功耗

功耗是使用CCR时一个非常重要的参数。它是使所有电压下降以确保恒流电池充电的器件。当器件开始升温时，电流开始下降。为了尽量减少CCR温升，板上大部分空位放置了铜箔。然后CCR的阴极被连接到该区域的铜箔作为散热片。当使用多个并联CCR时，要牢记各CCR的功耗只是CCR独立电流乘以电压的值，而不是总充电电流值。图8显示了随时间推移的CCR消耗的功率。当使用多个CCR获取更高充电电流时，只显示了一个CCR数据。

图8：随时间变化的CCR的耗散功率

4) 随时间推移的电池电压

图9描述了所有六个测试用例的电池电压。对于锂离子电池电压，人们期望看到当电压达到4.2 V时电压开始变平。在比较先进的电路中，这将适用于涓流充电。然而，如上所述该电路设计为的是在预定电压下停止充电，本例中为4.15 V。

图9：随时间变化的电池电压

结论

综上所述，恒流稳流器也就是CCR可以提供电池充电用的恒流。此外，当用CCR实现上面讨论的控制器时，有可能用相同的电路以不同的电流为不同的化学电池充电。这样，既可以满足特定应用要求，又能确保安全和无故障的充电操作。

安森美半导体供稿