1.前言

當(dāng)前的鋰離子等電池技術(shù)可以實現(xiàn)更小尺寸和更高容量，因此我們不僅會在消費產(chǎn)品中而且在工業(yè)系統(tǒng)中都會發(fā)現(xiàn)電池供電的設(shè)備。作為電路的設(shè)計人員，需要考慮的最重要問題之一是充電系統(tǒng)的控制方法，我們應(yīng)該使用微處理器控制的充電器還是獨立充電芯片的充電器？

電池充電參數(shù)需要考慮電壓保護，過沖，充電電流和溫度控制等參數(shù)。

2.充電器控制系統(tǒng)介紹

目前兩種最流行的控制方法是：

· 內(nèi)部集成電路 (I 2 C) 控制。I 2 C 總線是一種非常流行且功能強大的總線，用于主機設(shè)備（或多個主機設(shè)備）和單個輔助設(shè)備（或多個輔助設(shè)備）之間的通信。為了與包括充電器在內(nèi)的輔助設(shè)備進(jìn)行通信，需要一個稱為主機設(shè)備的微控制器。主機設(shè)備可以通過 I2C 即時修改數(shù)十個充電器系統(tǒng)參數(shù)。充電器狀態(tài)以及故障情況可以報告回主機設(shè)備。

· 單機充電器獨立運行，無需任何軟件或主機控制。板上的固定電阻決定了充電電流和電壓限制等可調(diào)設(shè)置，需要不同的參數(shù)，修改電路中的電阻器件可以進(jìn)行改變。

表 1 列出了在確定充電器系統(tǒng)的控制方法時應(yīng)考慮的事項。

表 1：I2C 控制與獨立

對于工業(yè)系統(tǒng)，兩種最流行的充電器設(shè)計類型是：

· 通過 USB 為設(shè)備（如掃描儀、商業(yè)/警察無線電和庫存管理）內(nèi)的工業(yè)電池組充電。這種類型的設(shè)計通常有一個內(nèi)置的微控制器來支持完整的系統(tǒng)功能。I2C 控制的充電器可以通過微控制器精確控制電池充電。

· 從設(shè)備中取出工業(yè)電池組，并在帶有專用 9V 或 12V 適配器的支架中為它們充電。由于充電座通常簡單且便宜，無需任何微控制器，因此我們可以使用獨立充電器為電池自動充電。

圖 1 顯示了一個 I2C 控制的充電器，其中主機（微控制器）代表 I2C 主機設(shè)備，充電器被視為輔助設(shè)備之一。

該系統(tǒng)需要硬件和軟件才能運行。主機不僅可以在很寬的范圍內(nèi)調(diào)整基本的充電器電壓和電流參數(shù)，還可以對安全定時器長度、熱調(diào)節(jié)溫度、電池溫度曲線設(shè)置、升壓模式輸出電壓和電流限制進(jìn)行編程。如果發(fā)生任何故障，主機將收到故障狀態(tài)信息。一些先進(jìn)的充電器甚至可以將實際的充電器工作條件反饋給主機，以便主機可以分析數(shù)據(jù)并采取任何必要的措施。

圖 1：I2C 控制的充電器示例

圖 2 顯示了一個典型的獨立充電器。

ICHG 引腳電阻設(shè)置充電電流。VSET 引腳電壓控制充電電壓限制。ILIM 引腳電阻決定輸入電流限制。一旦我們構(gòu)建了電路板，就沒有簡單快捷的方法來修改參數(shù)設(shè)置。STAT 引腳將閃爍以指示故障情況，但我們必須花時間準(zhǔn)確地調(diào)試出問題所在。

圖 2：獨立充電器示例

整個充電系統(tǒng)的控制方法取決于充電結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)復(fù)雜度。仔細(xì)檢查我們項目的需求，為整個系統(tǒng)做出正確的決定，并選擇成功的方案去實現(xiàn)它。