基于Microchip MCP19125 高彈性設計的鋰電池18W充電方案

作者：時間：2022-10-13 來源：大大通

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本方案要為各位介紹一片由Microchip 所開發(fā)的混合式半數(shù)位電源開發(fā)板--ADM00745.這片開發(fā)板是基于MCP19125芯片并采用Fly-back方式設計成單通道的鋰電池充電器，非常適合初學者進入混合式半數(shù)位電源充電器的世界。擁有單通道輸出、電壓與電流雙回路補償、還有GPIO與I2C..等界面，方便日后擴充相關的控制與通訊功能，例如可以設計成定電壓回路(例:Power Supply)與定電流回路(例:Battery charger, LED driver)…等等的產(chǎn)品。

本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/202210/439039.htm

尤其搭配Microchip 所提供的多套免費的開發(fā)軟體，讓不懂寫程式的硬體工程師，可以在短時間內不用寫一行程式就可以看到自己設定的電壓與電流輸出，(細節(jié)請參考【大大魚干的半數(shù)位電源講堂】--4.牛刀小試之硬體與軟體設定: https://www.wpgdadatong.com/blog/detail?BID=B1310)

也可以讓不懂電源的軟體工程師看到電源的穩(wěn)定輸出…諸如此類的的小小成果。這片開發(fā)板的功能非常齊全、搭配原廠提供的GUI 可以在正式開發(fā)程式前先評估電池充電的特性曲線、記錄并輸出至excel file。

接下來就讓我們看看一般的3.7V/18650鋰電池充電過程的介紹:

Step 1：涓流充電(Trickle, precondition)--涓流充電用來對完全放電的電池單元進行預充(恢復性充電)。

在電池電壓低于3V左右時采用涓流充電，涓流充電電流可自由設定調整、但通常會是恒流充電電流的十分之一即0.1c (以恒定充電電流為1A舉例，則涓流充電電流為100mA)。

但為了判定是否為無法充電之失效電池，故在pre-condition 階段加入計數(shù)時間，當一定的時間內沒有讓電池電壓≧3V 則可以判定該電池失效。

Step 2：恒流充電(Constant Current-C.C)——當電池電壓上升到預充電電壓值以上時，即提高充電電流進入恒流充電(C.C)，恒流充電的電流在0.2C至 1.0C之間、也可以設計 >1C 進入所謂的快充。

當電池電壓隨著恒流充電過程逐步升高(一般單節(jié)3.7V電池設定的電壓為3.0-4.2V)，達到4.2V則進入Step 3 的恒壓(Constant Voltage—C.V)充電。

Step 3：恒壓充電—— 當電池電壓上升到4.2V時，脫離恒流模式并進入恒壓充電階段。

此時充電電流會根據(jù)電芯的飽和程度，隨著充電過程慢慢減少，當減小到0.01C時判定充飽而進入充電終止Step 4。

Step 4：充電終止——通常有兩種典型的充電終止方法:

第一種是采用最小充電電流判斷或采用定時器(或者兩者的結合)。

最小電流法監(jiān)視恒壓充電階段的充電電流，并在充電電流小于0.02C時終止充電。

第二種方法就是從恒壓充電階段開始時計時，持續(xù)充電N個小時后終止充電過程。

Step 5 (option): 此階段可視產(chǎn)品應用被選擇。
因當電池長時間期靜置在充電器或是裝置之中時，有可能內阻的關系或是設計的因素造成已充電完成之電池電壓很緩慢的下降，但除非是已經(jīng)快損壞的電池，否則健康狀態(tài)下的電池自放電率非常的小，一般說來至少要半年以上才會消耗10~20%左右(視電池產(chǎn)品規(guī)格)，倘若是緊急照明設備的裝置，此階段是有必要存在的。