充電器架構

　　我們從充電曲線可以看出，單節(jié)鋰離子電池充電器需要可控的電流源。電流源輸出應當根據(jù)電池狀態(tài)而改變?？紤]到上述要求，基于微控制器的實施方案需要以下功能模塊：

　　1. 電流控制電路

　　2. 電池參數(shù)（電壓、電流、溫度）測量電路

　　3. 充電算法（用于實現(xiàn)CC—CV充電曲線）

　　方案框圖如下所示：

　　圖2：鋰離子電池充電器框圖

　　電流控制電路可采用電壓源和電流反饋技術進行構建。其工作原理類似于典型的負反饋控制系統(tǒng)。允許充電電流通過小電阻以獲得反饋，從而產生一定的電壓。

　　電壓源可采用兩種方法進行創(chuàng)建：

　　1. 線性拓撲結構

　　2. 開關：降壓或升壓拓撲結構

　　線性拓撲結構采用線性模式的串聯(lián)導通元件（BJT或MOSFET），如圖3所示。

　　圖3：線性拓撲結構

　　通過控制串聯(lián)導通晶體管Q1的偏置實現(xiàn)對充電電流的控制?？墒褂?a href="http://m.makelele.cn/tags/數(shù)模轉換器/" target="_blank">數(shù)模轉換器（ADC）或脈寬調制器（PWM）配合外部RC低通濾波器來控制偏置。線性方法適用于充電電流（《1A）較低的情況，因為串聯(lián)導通元件會面臨功率消耗問題。

　　開關拓撲結構本身具有低功耗的優(yōu)勢，能實現(xiàn)較高的充電電流?；陂_關降壓調節(jié)器的充電器如圖4所示。

　　圖4：開關降壓調節(jié)器拓撲結構

　　充電電流由驅動MOSFET的PWM占空比而設定。

　　電池參數(shù)測量電路：反饋信號需要使用ADC進行測量，目前大多數(shù)微控制器均可提供ADC外設。在圖3和圖4中，我們看到了如何獲取電池電壓和電流反饋。然而，這些差分信號需要差分ADC進行測量，而通常在微控制器中采用的是單端ADC。圖4和圖5所示的電路通過讓微控制器接地和電源接地不同，可方便地加以修改，從而為電壓、電流和溫度等所有3個參數(shù)生成單端信號。

　　圖5：采用單端ADC進行測量