镇江EPS电源代理
镇江EPS电源代理
镇江EPS电源整机的主体结构是SG3525准闭环推挽升压+EG8010全桥逆变+EG4318充电控制,使用了一颗带8位AD的MCU作电量指示、过放电自动关机控制、单键轻触开关机控制以及市电/逆变切换,同时在电池侧使用了高边电流检测方式,电池测电流超过15A时自动关机。
(a)
(b)
镇江EPS电源 电路板
整版的结构比较紧凑,因此使用了常用的字母板结构,由于输出功率很小,选用廉价的IR2106作为高低边驱动。推挽部分使用EI33变压器,瞬间功率可以超过200W,但实际功率受到推挽部分散热限制,因此通过高边电流检测限制在120W左右确保可靠性。两路spwm滤波电感均采用廉价的EE25铁氧体磁芯气隙电感。
稳压电路
C7428的稳压电路是靠N807(TEA5170)来完成的。115V电压经R833、R851、R834取样后送到N807的(5)脚,经内部基准比较放大后去控制(3)脚输出的脉冲宽度,(3)脚输出的脉冲经T804耦合,送到Q803的(6)脚,通过Q803调节(14)脚输出的脉冲宽度来控制输出电压的稳定。TEA5170的(7)脚为振荡脚,通过对C838的充、放电,产生32KHZ、1V峰-峰的锯齿波信号。
待机控制电路
在待机状态,CPU的POWER输出高电平,经R860加到V881的B极,V881截止,V889截止,V894截止,使TEA5170的(2)脚供电被切断。另一方面,V881截止引起V830截止,V895截止,V805导通,行振荡电路供电被切断。
要提高锂离子电池使用的安全性,除了进行深入的机理研究,选择合适的电极材料及优化整体结构之外,还必须通过电池外围的集成电路(IC)对电池进行有效的管理。有报道称近年来,电池管理(Battery Management)芯片,无论是销售额还是销售量在功耗管理(Power Management)芯片中有望增长得最快。锂离子电池管理目标包含对电池电压监测、充放电电流监测、温度监测、数据计算以及存储。管理芯片中,包括保护电路、燃料检测电路以及能够实行电池数据传输的系统被称为智能电池系统(Smart Battery System, SBS)。SBS电池组结构如图1.1.2所示,它由温度传感器、能检测双向电流的电流检测器、ADC、EEPROM存储器、时钟、状态/控制电路、与主系统单线接口及地址、锂离子电池保护电路等组成。其中由ADC转换的数字量存储在相应的存储器内,通过单线接口与主系统连接,对内部存储器进行读/写的访问及控制。SBS除了能对电池进行有效地保护之外,还能输出电池剩余能量信号(可用LCD显示),这将是锂离子电池管理芯片发展的主要目标。目前,SBS应用的协议发展到了SBdata1.1(数据协议)和SMbus2.0(总线协议),而在IBM和索尼等笔记本电脑中,有几个型号已采用了基于电池保护电路的SBS.
在锂离子电池管理芯片中,保护电路由于能够实现对电池电压、充放电电流监测,它既能单独内置在锂离子电池中,也能在SBS中充当二次保护电路用,更可贵的是,它能实现对Ni-Cd、Ni-H电池的同等保护,所以在电池管理芯片中占了很大的份额。
1.1.3电池管理芯片的发展现状
目前,国外的Unitrode、Texas、Dallas等公司纷纷开展了对锂离子电池管理芯片的研究和开发。和电池产量在全球市场占有率不断下滑不同的是,日本的锂离子电池管理芯片,尤其是保护电路的设计开发,始终在全球占有主导地位。最著名的产品是精工的S82系列、理光的R54系列和MITSUMI的MM3061系列等。其中,S82系列产品因为功能齐全、精度高和功耗低,被认为是锂离子电池管理芯片设计的领跑者之一。而在中国,除了台湾有个别单位已开发出了功能较为简单的保护芯片外,近年来,虽然也有个别大陆单位开始研究锂离子电池保护电路,但都处于起步阶段,精度低、没有统一的保护标准。更主要的是,目前国内还没有具有独立自主产权的电路出现。
目前,为了在最长的电池使用时间和最轻的重量之间取得平衡,越来越多的便携式设备如手机、摄像机等都采用单节锂离子电池作为主电源。目前单节锂离子电池的管理芯片研究,重点在于:
①除了要对电池充电过程进行有效管理外,还更迫切地需要实现对充电及使用过程的全程保护。这要求芯片不仅具有完备的保护功能,而且保护精度如电池电压、延时时间的检测和控制精度达到实用要求。
②应该尽可能地降低功耗以延长供电电池的使用寿命。作为封装后电池的一部分,芯片的驱动始终来自被管理的电池,因此要求芯片要有足够低的电流消耗。
作为一个数模混合信号电路,可以借鉴已有的一些功耗优化方法,但是结合应用特点降低功耗,还要进行更深入的理论探索。
因此,研究以单节锂离子保护电路为代表的电池管理芯片的低功耗,从系统功能实现到数模混合信号电路低功耗的设计,对电池管理芯片的设计乃至SBS的开发都将有相当的借鉴作用。
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