USB供电的单节镍氢电池开关模式充电器电路设计

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通过USB为NiMH电池充电

图1. USB供电的单节NiMH电池开关模式充电器

虽然表面上Li+电池已经占据整个便携世界,但NiMH电池并没有被完全遗弃。令人吃惊的是,尽管单位重量的能量仍然有较大差距,但其单位体积的能量仅比Li+电池低大约15%。NiMH电池的最大缺点是自放电率较高,混合型NiMH电池在很大程度解决了这一问题,例如SANYO® Eneloop®电池,静态下一年之后仍然能够保留85%的电量。NiMH电池的吸引力在于成本低、安全性高、用户更换方便等,至少标准电池具备这些优势。

图1所示便携设备由一节AA型NiMH电池供电,利用USB充电。充电器开关频率大约为150kHz,电池充电电流为1.1A (典型AA型NiMH电池在大约0.5°C条件下)。由于降压转换器将5V、500mA转换成电池充电时的1.5V、1.1A,电路供给电池的电流(1.1A)大于从USB接口获得的电流(500mA)。需要注意的是,由于在低充电速率下不能正确判断充电终止,只能采用500mA或更大功率的端口进行充电。所以,当枚举确定只有100mA电流可用时,不应激活充电。系统通过关闭TMR上的Q2,使定时器电阻悬空,停止充电。

该充电器另外一项特别有用的功能是:通过检测电池阻抗确定接入的是否为碱性电池或故障电池,检测到这种状况时将禁止充电。这就允许用户在紧急情况下插入碱性电池,无需担心意外充电。