首页 | 期刊简介 | 编辑部 | 广告部 | 发行部 | 在线投稿 | 联系我们 | 产品信息索取
2024年4月26日星期五
2011年第01期
 
2010年第12期
 
2010年第11期
2010年第11期
 
2010年第10期
2010年第10期
 
2010年第09期
2010年第09期
 
2010年第09期
2010年第08期
 
2010年第07期
2010年第07期
 
2010年第06期
2010年第06期
 
2010年第05期
2010年第05期
 
2010年第04期
2010年第04期
 
2010年第03期
2010年第03期
 
2010年第02期
2010年第02期
 
2010年第01期
2010年第01期
 
2009年第12期
2009年第12期
 
2009年第11期
2009年第11期
 
2009年第10期
2009年第10期
 
2009年第9期
2009年第9期
 
2009年第8期
2009年第8期
 
2009年第7期
2009年第7期
 
2009年第6期
2009年第6期
 
2009年第5期
2009年第5期
 
2009年第4期
2009年第4期
 
2009年第3期
2009年第3期
 
2009年第2期
2009年第2期
 
2009年第1期
2009年第1期
 
2008年第12期
2008年第12期
 
2008年第11期
2008年第11期
 
2008年第10期
2008年第10期
 
2008年第9期
2008年第9期
 
2008年第8期
2008年第8期
 
2008年第7期
2008年第7期
 
2008年第6期
2008年第6期
 
2008年第5期
2008年第5期
 
2008年第4期
2008年第4期
 
2008年第3期
2008年第3期
 
2008年第2期
2008年第2期
 
2008年第1期
2008年第1期
用电压和电流控制器TSM102设计SMPS型电池充电器
Design SMPS Battery Charger with Voltage and Current Controller TSM102
■毛兴武 姜宇
意法半导体公司生产的电压与电流控制器TSM102,采用16脚DIP或16脚SO塑料微型封装,内置双运算放大器、双比较器和精密电压参考。

TSM102可以承受直到36V的电源电压。在VCC-接地时,VCC+=5V即可使IC正常工作。精密电压参考从Vref(2.5V)到36V可调(精度为1%或0.4%),灌电流容量为1 100mA。每个运算放大器的电源电流为200 A,输入失调电压典型值为1mA,输入失调电流典型值为5nA,输入偏置电流典型值为20nA,共模抑制比是90dB,增益带宽乘积(GBP)为2.1MHz,输出短路源/灌(source/sink)电流均为6mA,输入共模电压范围包含地,低电平输出电压接近Vcc-(仅为0.1V)。每个比较器电源电流也是200 A,输入偏置电流<250nA,输入失调电压<5mA,输入失调电流50nA,输入共模电压范围包含地,低电平输出电压为0.25V(典型值),输出灌电流达16mA。

TSM102在电源管理或数据测量系统等许多应用中,为节约成本和空间提供了解决方案。

由TSM102组成的开关电源(SMPS)型电池充电器次级侧电路如图所示。在这种充电器电路中,TSM102提供电压和电流控制及低电池(电压)检测与充电终止检测等功能。

TSM102工作电压由变压器(T1)次边附加绕组Ns2、二极管D2、晶体管Q2和C6、C7、R20、R21及TSM102中的电压参考组成的辅助DC稳压电源提供。通常在Q2的基板需连接一只齐纳二极管,因本电路使用了TSM102中的电压参考,故可将其省略。

充电器电流和电压的调节由TSM102中运算放大器OA1和OA2履行。第一个放大器OA1感测流过电流传感电阻RS的电流,并与参考电压R9与R3、R4分压电压进行比较。第二个放大器OA2将充电器输出电压经R16T R17、R18分压与非反相端上的参考电压进行比较。当OA1和OA2的任一个运算放大器输出低电平时,二极管D4或D5导通,光耦二极管导通,从而将信息反馈到变压器初级侧的PWM控制器。C2和C3用作调节环路的补偿。

充电器输出电压经R6和R7分压输入到第一个比较器C1的反相输入端(脚2),并与IC脚3上的参考电压(Vref)比较,保证"低电池"信号产生。充电器电路的改进之一是加入了Q1,履行较低电流控制管理。当电池电压在"低电池"电平以下时,Q1导通,对其并联电阻R4起分流短路用。第二个比较器C2将充电器输出电压经R16与R17、R18的分压电压与参考电压相比较,保证产生一个"充电终止"信号。当两个比较器中的任意一个被激活时,LED1或LED2则导通(亮)。充电器通电工作由LED3指示。

通过TSM102的控制作用,保证了充电器恒流(CC)和恒压(CV)操作。

该充电器电路可对两节Li+电池充电,充电电压为2 4.2V=8.4V。通过电流检测电阻Rs(0.375 )的电流即为充电电流。由于电压参考(相当于TL431)的阴极输出电压(脚9)被固定于Vref(2.5V),所以Rs两端的电压降为:

V_{RS}={Vref(R3+R4)}\over{(R9+R3+R4)}
={2.5V (390 +820 )}\over{(10000 +390 +820 )}
=0.27V

充电电流为:
I=I_{RS}={V_{RS}}\over{R_{S}}={0.27V}\over{0.375 }=720mA
Rs的功耗为:

PRS=IV=720mA 0.27V=194mW

在"低电池"条件下,R4因Q1导通被短路,充电电流降低,其数值为:
I_{LOBatt}={R_{VS}}\over{R_{S}}={[refR3(R9+R3)]}\over{R_{S}}
=[2.5V 390 /(10000 +390 )]/0.375
=250mA

"低电池"电平为:

VOUT(LOBatt)=Vref/[R7/(R6+R7)]
=2.5V/[10K/(12.4K+10K)]
=5.6V

充电器输出电压为:

VOUT=Vref/[R18/(R16+R1)+R18]
=2.5V/[56 /(131.5 +0.68 +56 )]
=8.4V

充电结束电压为:

Vout(EOC)=Vref/[(R18+R17)/(R16+R7+R18)]
=2.5V/[(56 +0.68 )/(131.5 +0.68 +56 )+8.3V

         
版权所有《世界电子元器件》杂志社
地址:北京市海淀区上地东路35号颐泉汇 邮编:100085
电话:010-62985649
E-mail:dongmei@eccn.com