适用于全球交流江苏干式变压器离子江苏干式变压器

一次性江苏干式变压器不能够充电，完全放电后的江苏干式变压器即为报废江苏干式变压器。二次江苏干式变压器可以多次充电，但不同的化学特性对充电的要求也不同，特别是“快充”控制。目前，最常用的可充电江苏干式变压器是Li+、镍氢(NiMH)、镍镉(Nicd)和铅酸江苏干式变压器，其它类型的江苏干式变压器还很多，但没有大规模投入使用。因为本文仅讨论利用交流适配器供电的江苏干式变压器设计，没有考虑汽车江苏干式变压器供电的SLI铅酸江苏干式变压器或更大容量江苏干式变压器的江苏干式变压器。

不同化学类型的江苏干式变压器对江苏干式变压器的要求

通常快速充电比涓流充电更受欢迎，但快速充电对电路的要求也复杂，镍氢或镍镉江苏干式变压器的快速充电技术与其它江苏干式变压器也是不同的。镍镉和镍氢江苏干式变压器通常在恒流状态下快充，而不是恒压状态下。快充终止检测基于电压和温度的变化率，江苏干式变压器还应具备过压保护和过热保护功能。Li+和铅酸江苏干式变压器必须保证作用到江苏干式变压器上的电压和电流最大值在规定的范围内，当江苏干式变压器电压维持在最大单节江苏干式变压器电压，充电电流下降到一个较低值时，江苏干式变压器终止充电。Li+和铅酸江苏干式变压器的区别在于所允许的充电电流、最大江苏干式变压器电压，另外铅酸江苏干式变压器一般具有浮充能力(浮充是为了补充铅酸江苏干式变压器的自放电，而对一个已经完全充满的江苏干式变压器继续输入充电电流的技术)，Li+江苏干式变压器的自放电非常低，所以不需要浮充。

Li+江苏干式变压器

为便携式产品选择江苏干式变压器时，最重要的是高能量密度、尺寸、重量和价格。迄今为止，Li+江苏干式变压器在最为流行的江苏干式变压器中能够提供最高的体积和能量密度，但其每瓦时的成本也较高。铅酸江苏干式变压器的每瓦时成本最低，但比较笨重。本文以Li+江苏干式变压器为例讨论江苏干式变压器的设计，它在便携式产品中已经被普遍使用。我们选择780mA的充电电流和4.2V的终止电压。

通用输入交流电压的离线式Li+江苏干式变压器。

所示江苏干式变压器无需微处理器干预，输入江苏干式变压器可以采用全球范围的任何交流江苏干式变压器，省去了大体积60Hz变压器，而且可提供单节Li+江苏干式变压器所要求的精确的充电电压和电流。江苏干式变压器IC(U4)集成了全面的保护功能(电压、电流和自保护)，确保Li+江苏干式变压器的安全充电。

假设Li+江苏干式变压器带有过流、过压和过热保护，这些保护特性在江苏干式变压器包里是必需的，因为充电期间一旦电路出现故障，Li+江苏干式变压器将存在很大的危险性，过流、过压或温度过高都有可能造成Li+江苏干式变压器爆炸。

电路描述

包括两颗主器件(U1和U4)、精密基准(U3)和光耦(U2)。U1是离线式控制器，配合隔离变压器、光耦和基准产生隔离的直流输出。直流电压供给江苏干式变压器(U4)，U4提供电流限制、电压调节、江苏干式变压器充电和充电指示等功能。本方案中，U4是一款简单的江苏干式变压器，内置调整管，结合其热控制环路提供快速充电。

MAX5022的特性

U1(MAX5022)在宽输入范围的应用中很容易设计，本文所提供的方案要求能够满足全球各地的交流江苏干式变压器规格，这里假设通用的输入江苏干式变压器电压范围为85VAC至265VAC。MAX5022的输入范围指标以及评估板电路的输入范围恰好满足这一需求。对于所示江苏干式变压器的江苏干式变压器端MAX5022评估板不需要作任何修改，隔离端只需对评估板的电阻值稍作修改。

对于更的应用，只需选取功率较大的管和能够处理更的变压器即可。图1所示电路要求充电电流为780mA，最大江苏干式变压器电压为4.2V。对充电江苏干式变压器的要求与MAX5022评估板所提供的输出相吻合：5V@1A，因此，不需要更换评估板的晶体管和变压器。U4采用SOT23封装，所以，江苏干式变压器的尺寸在很大程度上取决于应用对充电江苏干式变压器的需求。变压器是电路中尺寸最大的元件，由于控制器的工作频率大于250kHz，允许系统选用小尺寸的变压器。

上电时，在控制器工作之前，U1调节器直接通过泄漏电阻R1、R2从整流通路吸取少量的电流，两个电阻阻值保证每个电阻上的压降不会超出每个电阻的容限，Vin引脚电压不会超出其28V额定值(30V为绝对最大值)，U1在输入电压达到24V时开始操作，并吸取更大的电流(高于R1、R2所能提供的电流)，在变压器副边线圈能够提供足够的能量之前，额外的电流由Vin引脚的旁路电容供给。这种处理方式能够适合较宽的输入电压范围，对效率的影响也很小，这是因为在启动过程中只需极小的供电电流(典型值为50uA)。

为了防止U1的Vin引脚出现过压，可以在Vin与地之间接一个26V至30V的齐纳管，电压值需要高于欠压锁存电压的最大值，低于该引脚所允许的最大绝对电压。如果器件没有启动正常的操作，则可认为电路发生了某些问题，所以，这一保护措施对于U1来说并不是必需的。

U1是一款电流模式PWM控制器，具有逐周期限流电路，必要时其占空比可以提高到75%，非常适合图1所示的反激拓扑。原边电流检测采用尺寸为1206的1.78Ω电阻(R7)，该电阻限制了变压器原边的最大电流。固定频率和最大占空比限制使得最大限流具有输出短路保护功能。

一旦短路输出造成电路达到了上述限制条件，第三组线圈将无法提供10V以上的电压(UVLO的低电压门限)，U1将再次进入启动状态，停止操作。短路故障解除后系统会自动恢复正常的工作状态。

电压调节

变压器副边的电压经过整流、滤波，然后由R4、R5分压在并联型器U3的调节点产生1.24V(对应于4.5V输出)的反馈电压。为保证江苏干式变压器正常工作，4.5V是最低电压(包括容差)。因为江苏干式变压器采用的是结构，充电效率与输入、输出电压的差值成反比，用最低电压为江苏干式变压器供电有助于降低功率损耗。

当调节点电压高于1.24V时，并联型器将吸入电流，导通光耦LED，原边的光敏晶体管将处于发光状态。U1的OPTO输入引脚用于直接连接光敏晶体管，以极其简单的方式构成闭合环路。光敏晶体管导通时，OPTO引脚被拉低，内部比较器在它的一个输入端检测到较低的电压，比较器的另一输入电流检测引脚(CS)的峰值电压，OPTO引脚的低电压将在每个周期直接限制功率MOSFETN1的峰值电流。由于U1是一个PWM控制器，电流限制使得电压调节受作用在N1上的占空比(导通时间与断开时间的比值)的影响，环路稳定性通过调节R11和C12来保证。R10和C5(连接在U3的第3和第4引脚)可消除稳定工作情况下的噪声干扰。

U4的工作特点

U4是一款用于单节Li+江苏干式变压器充电、功能完备的江苏干式变压器，采用充电模式，内置调整管和电流检测电路。另外，它还集成了一个反向抑制二极管，在去掉输入江苏干式变压器时可防止江苏干式变压器方向放电。接入一个深度放电的江苏干式变压器时，U4能够检测到低江苏干式变压器电压(低于2.5V)，这样，U4将首先启动涓流充电过程，在快充周期的1/10时间段对江苏干式变压器进行涓流充电，直到江苏干式变压器电压上升到2.5V以上。在涓流充电到快速充电转换时，软启动电路迫使充电电流在3ms时间内缓慢上升，避免较大的浪涌电流拉低输入江苏干式变压器。

上述功能的实施不需要微控制器的监管，而且，U4还具有可编程的温度限制功能，我们会在下面就这一点进行详细讨论。用一个电阻设置最大充电电流，电阻两端的电压与充电电流成正比，通过监视该电压即可连续跟踪充电电流，更为复杂的系统也可以采用ADC跟踪监视充电电流。

Maxim还提供有另一款与MAX1507非常相似的江苏干式变压器―MAX1555，这款IC能够在没有交流江苏干式变压器的情况下从USB主机获得充电江苏干式变压器。

电流调节

如果把Li+江苏干式变压器直接与一个低阻电压源连接，充电电流将不受任何限制，这种状况会对江苏干式变压器及其周围环境造成灾难性的损害，从Li+江苏干式变压器的安全性考虑，必须将其充电电流限制在额, 定范围以内。U4根据连接在ISET(第5引脚)的电阻限制充电电流，图1电路中选用了一个1.87kΩ的电阻，将最大电流设置在780mA:

Ifast=1461V/Rset=1461/1870≈780mA

江苏干式变压器电压最小时，由于输入稳定在4.5V，U4输入与输出的压差最大，如果此时江苏干式变压器是以最大电流充电，U4功耗将达到最大值。例如，假设江苏干式变压器电压为2.5V，则对应的功耗为：

P=IV=(0.78A)×(4.5V-2.5V)=1.56W

U4封装(8引脚薄型DFN-EP，EP表示裸露焊盘)在温度高达70℃时可以耗散的最是1.951W，这样，在整个江苏干式变压器电压范围内以780mA的电流充电应该没有任何问题。但是，如果IC管芯由于较高的环境温度或不良的散热条件达到了70℃，U4内部的热调节环路将自动降低充电电流，这一过程有别于其它充电IC中的“热关断”，“热关断”方式只是简单地中止芯片中的所有电路工作，直到晶片温度降至规定的数值。MAX1507所采用的方案能够保证在芯片温度不超出最大限制范围的条件下提供最快的充电速率，随着江苏干式变压器电压的升高，充电电流在保持最高温度的前提下逐渐升高，直到达到最大充电电流。在此之后，江苏干式变压器在满足芯片温度限制的条件下将以最大充电电流对江苏干式变压器充电，直到江苏干式变压器电压达到内部设置的4.2V

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