车载充电器方案简介

发布时间:2010年10月12日 11:10    作者:eetech
关键词: 车载 , 充电器
车载充电器方案简介

常规用于汽车电瓶(轿车12V, 卡车24V)供电的车载充电器, 大量使用在各种便携式、手持式设备的锂电池充电领域, 诸如: 手机, PDA, GPS等;  

车充既要考虑锂电池充电的实际需求(恒压CV,恒流CC,过压保护OVP),又要兼顾车载电瓶的恶劣环境(瞬态尖峰电压,系统开关噪声干扰,EMI等);因此车充方案选取的电源管理IC必须同时满足:耐高压,高效率,高可靠性,低频率(有利于EMI的设计)的开关电源芯片;通俗讲就是要求“皮实”。

常见的车充方案简介如下:

单片34063实现的低端车充方案示意图



优点::低成本;

缺点:(1) 可靠性差,功能单一;没有过温度保护,短路保护等安全性措施;

(2) 输出虽然是直流电压,但控制输出恒流充电电流的方式为最大开关电流峰值限制,精度不够高;

(3) 由于34063为1.5A开关电流PWM+PFM模式(内部没有误差放大器),其车充方案输出直流电压电流的纹波比较大,不够纯净;输出电流能力也非常有限;(常见于300ma"600ma之间的低端车充方案中)

34063+NPN(NMOS)实现扩流的车充方案示意图



优点:在方案的基础上扩流来满足不断增长的充电电流能力的需求;

缺点:同样存在方案中类似的不足;  

用2576+358+稳压管的方案示意图



优点:(1) 由于2576内置过流保护、过温度保护等安全措施,结合358(双运放)来实现输出恒压CV,恒流CC,过压保护OVP等功能;实现了可靠、安全、完善的锂电池充电方案;

(2) 由于2576为固定52K PWM变换器,使得车充的EMI设计相对容易;

(3) 由于2576和358均为40V高压双极工艺制造,更加“皮实”;

(4) 这种方案常用在0.8A " 1.5A左右的车充中;

缺点:(1) 系统相对复杂,成本较高;  

(2) 恒流CC和过压保护OVP是通过358的输出去控制2576的EN来实现的,因此充电电流有比较大的纹波,CC和OVP的响应速度也不够快(是通过切换2576是否工作来实现的);

XLSEMI设计单片车充IC XL4002示意图



基于车充领域的系统需求,上海芯龙半导体有限公司提供专用于车充方案的系列单片IC;内部除了常规的过流保护,过温度保护,输出短路保护外,还内置了专用于锂电池充电的CV,CC,OVP;相当于把方案中的2576+358+稳压管等功能模块全部集成到一颗IC中;

优点:除了具有方案中对应的优点外,还有:

(1) 专用于车充的全集成方案,系统成本低,可靠性高;

(2) IC内部CV,CC,OVP都是通过控制PWM实现的;因此,输出电压,输出电流,输出过压保护的精度更高,响应速度很快;

(3) 芯龙提供充电电流在0A " 3A之间车充的一系列高性价比产品;

XLSEMI车充系列产品快速选择表



(注:SOP8-EP为常规SOP8类型下带散热PAD;系统设计可以根据输出电感电容的值和体积因素来选择合适开关频率和电流能力的产品;详细产品信息请参考:http://www.xlsemi.com/Power_management.html )

XLSEMI车充系列产品典型应用示意图

1.XL4001典型应用电路



2.XL4002典型应用电路



3.XL4101典型应用电路



4.XL4102典型应用电路

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