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品佳力推 Richtek 高效率切換式電源充電器方案

 2014-10-29

品佳代理產品線立錡Richtek針對4.5V至28V(最大承受30V)電壓輸入的鋰電池、鉛酸電池,推出四款最新切換模式獨立電池充電器IC,RT9531, RT9538, RT9535以及RT9534,分別因應不同架構拓樸所設計,並採用極小16及24接腳4mm x 4mm WQFN封裝,可充單顆至多顆串接電池達22V。

這些裝置採用小型封裝,可為工業手持設備、行動上網裝置女備用電源、手持電動工具機以及可攜式醫療設備等大眾市場應用,實現高精確與高效率的充電功能。

設計人員可利用立錡最新電池充電器根據電池化學屬性、所需拓樸以及電池電壓大小等標準做選擇、 獨立解決方案可提高設計彈性、並縮減整體解決方案的尺寸,切換式電源管理可將功率提升為最大。

RT9531RT9538分別為固定式及可調式輸出電壓的非同步降壓控制器,並利用定電流和定電壓控制以執行快速充電模式,可應用單顆電池或多串電池,RT9531可支援固定電池電壓4.2V、8.4V、12.6V、16.8V,RT9538可支援電池電壓從2.5V至22V且與輸入電壓壓差可低至0.4V,當充電電流降至17%時,將啟動充電完成指示訊號。同時設計當充電過載時,將電源穩壓器的輸入電流洩取,此項配備是加以保護快速充電系統及防範電源穩壓器過載。

RT9535為內建MOSFET版本,最大充電電流與定電壓皆可經由外部電阻進行調整,而電池電壓可支援到22V且擁有0.5%的電壓精準度。

RT9534為恆定頻率同步切換脈衝寬度調變控制器,可實現高精度的充電電流與電壓調節,並有恆定電流,恆定電壓,可程式充電計時器及NTC負溫度係數熱敏電阻提供安全功能,大電流充電下能表現穩定且電能效率更高。



RT9535特色:
• 快速充電系統適用下列電池: 鋰電池(Li-Ion), 鎳氫電池(NiMH)鎳鎘電池(NiCd)

• 充電電壓可從2.5V至22V調整
• 充電效率高達95%
• 充電電流為可調節式
• 充電電壓精準度可在0.5%內
• 充電電流精準度可在5%內
• 輸入電流可限制最大充電電流
• 500kHz切換頻率
• 充電完成指示訊號
• 電池閒置回充電流僅有10Μa

系統方塊圖:



Demoboard:


Typical Application Circuit:

•電池電壓設定:VBATT = 2.5*(1 + RF2/RF1)
•充電電流設定:IBATT = (2.5/R4) * (RS2/RS1)
•電源穩壓器之輸入電流設定:IAdapter = 100mV/ R8
•輸入電壓: 4.5V 至 28V
•電池電壓: 2.5V 至 22V
•充電電流: 100mA to 1.5A

設計範例:

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輸入電壓(VIN): 15V to 28V
電池電壓: 3 cell= 12.6V (1 cell= 4.2V)
充電電流: 1A
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電池電壓設定:
VBATT = 2.5*(1 + RF2/RF1) ► 12.6V = 2.5V*(1 + RF2/RF1)
RF2/RF1 = 4.04; RF1選擇102KΩ使用, RF2則為412KΩ

充電電流設定:
IBATT = (2.5/R4) * (RS2/RS1) ► 1A = (2.5/R4) * (RS2/RS1)
ISET電阻(R4)先設定為10KΩ;則RS2/RS1 = 4000

將RS1 設定為100mΩ, RS2 = 400Ω

電路參數設計好後,可測量出充電器在定電流充電時的效率:






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