2-2 中,VDD 为过充放电的检测端,同时也是正电源的输入端;GND 为保护电
路的接地点;OC 为充电控制端;OD 为放电控制端;CSI 为过流检测端;DS 端 用于减小延时相关指标的测试时间, 本文中没用到所以只需要悬空即可; VBAT+、VBAT-分别为电池的正负极。
图 2-2 单节锂电池充电保护电路
假设锂电池的上下两接点问 B+和 B-,电池总体输出的上下两接点为 P+和 P-。充电时,充电器输出接 P+和 P-,电流从锂电池的 B+和 B-,在经过控制充电 MOSFET 到 P-。充电时,当锂电池的电压超过 4。35V 时,IC 的 OC 脚发出信号 使 MOSFET 关断,锂电池立刻停止充电,防止了锂电池因过充电而损坏。放电 过程中,当单体电池的电压降到 2。30V 时,IC 的 OD 脚输出信号使放电 MOSFET 关断,锂电池立即停止放电,从而防止锂电池因过放电而损坏,IC 的 CSI 脚为 电流检测脚,输出短路时,充放电控制 MOSFET 的导通压降剧增,CSI 脚电压 迅速升高,IC 输出信号使充放电控制 MOSFET 迅速关断,从而实现过电流或短 路保护。
2。3。2 DC/DC 转换电路
由于要为锂电池提供 3。7V 额定电压,所以需控制太阳能电池板为锂电池提 供的电压范围,这就需要 DC/DC 转换电路。
DC/DC 变流电路的功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电
[10],而直接直流变流电路称为斩波电路。直流斩波电路分为升压斩波电路,降压
斩波电路,升降压斩波电路,Cuk 斩波电路,Sepic 斩波电路和 Zeta 斩波电路。 本文就着重介绍升压斩波电路,降压斩波电路,Sepic 斩波电路和 Zeta 斩波电路。
1。降压斩波电路
降压斩波电路
降压斩波电路又称为 buck 变换器,如图 2-4 所示,其工作原理为:当开关 导通时,电源通过电感 L,向电容 C 和锂电池充电,二极管承受反向电压;由于 充电时电感也能储存电能,开关关断时,二极管提供通道,流过负载的电流方向 不变,电容也放电,二极管承受正向电压。输出电压V 0 V ,它的输出电压小 于或等于输入电压,其中为占空比,1。
2。升压斩波电路
升压斩波电路
升压斩波电路又称 boost 变换器,如图 2-5 所示,其工作原理为:当开关导 通时,电源向电感 L 充电,电容向负载放电,二极管承受反向电压;当开关闭 合时,电感中电流方向不变,向电容和锂电池充电,二极管承受正向电压。输出 电压V 0 V /1,它的输出电压大于电源的输入电压。
降压-升压斩波电路
降压升压斩波电路也称 buck-boost 变换器,如图 2-6 所示,其工作原理为:
当开关导通时,电源向电感充电,电感储能,电容放电并向负载供电,此时二极 管承受反向电压;由于电感中电流方向不变,当开关闭合时,电感此时上负下正, 向电容和锂电池供电,此时二极管正向导通。输出电压V 0 V *1/。论文网
4。Cuk 斩波电路
Cuk 斩波电路
Cuk 斩波电路如图 2-7 所示,其工作原理为:当开关导通时,电源向电感充 电,电感储能,同时电容向负载供电;当开关闭合时,电感 L1 向 C1 充电,电 感 L2 向 C2 充电,L2 同时也给负载供电。输出电压V 0 V */1。
综上 4 种 DC/DC 转换电路,buck 斩波电路只适合电压降低,boost 斩波电 路只适合电压升高,而 buck-boost 斩波电路和 Cuk 斩波电路既能实现电压升高 又能实现电压降低[11]。根据所要选择的锂电池的输入电压为 3。7V,而太阳能电 池板的最佳输出电压 10V,因此 DC/DC 电路应选择降压斩波电路。