很多人都經(jīng)常使用車載充電器為手機(jī)等電子產(chǎn)品充電,而且我們注意到,市面上的車載充電器輸入電壓有12v,24v,12-24v,還有5-36v的等等各個(gè)頻段的都有,輸出電壓也有5v,12v等等,但是,很多人都不知道車載充電器的工作原理和車載充電器電路圖是什么,為什么輸入和輸出電壓不同都能為手機(jī)充電呢?
車載充電器工作原理:
其實(shí),車載充電器的工作原理就是通過(guò)汽車電瓶的DC12-24v電源轉(zhuǎn)換成輸出的5v電源,通過(guò)USB輸出口或者其他接口轉(zhuǎn)充給其他需要充電的設(shè)備,根據(jù)不同充電設(shè)備的功率不同,帶USB輸出的車載充電器的功率也不同,這個(gè)區(qū)別就是我們經(jīng)常看到的輸出電流的大小,這也是根據(jù)電流大小來(lái)確定車載充電器的功率大小,并匹配相應(yīng)的充電設(shè)備。
通常帶USB輸出口的車載充電器的常用規(guī)格有這幾種: 輸出: 5V DC 500mA; 5V DC 700mA;5V DC 1000mA;5V DC 2000mA;了解其規(guī)格輸出的電壓都是5V DC后,可以發(fā)現(xiàn)其電流有多種規(guī)格。這些都是目前市面上主流的輸入輸出規(guī)格,同時(shí)也是我們平時(shí)使用的充電設(shè)備最常用的參數(shù)設(shè)置。
車載充電器除了帶USB輸出外,還有直接輸出的,也就是直通車載車載充電器,這種一般都是輸入等于輸出,有固定的輸出設(shè)備,當(dāng)然,這種車載充電器的工作原理還是一樣的。
車載充電器電路圖:
[1] 單片34063實(shí)現(xiàn)的低端車充電路圖
優(yōu)點(diǎn)::低成本;
缺點(diǎn):(1) 可靠性差,功能單一;沒(méi)有過(guò)溫度保護(hù),短路保護(hù)等安全性措施;
(2) 輸出雖然是直流電壓,但控制輸出恒流充電電流的方式為最大開(kāi)關(guān)電流峰值限制,精度不夠高;
(3) 由于34063為1.5A開(kāi)關(guān)電流PWM+PFM模式(內(nèi)部沒(méi)有誤差放大器),其車充方案輸出直流電壓電流的紋波比較大,不夠純凈;輸出電流能力也非常有限;(常見(jiàn)于300ma~600ma之間的低端車充方案中)
[2] 34063+NPN(NMOS)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)流的車充電路圖
優(yōu)點(diǎn):在[1]方案的基礎(chǔ)上擴(kuò)流來(lái)滿足不斷增長(zhǎng)的充電電流能力的需求;
缺點(diǎn):同樣存在[1]方案中類似的不足;
[3] 用2576+358+穩(wěn)壓管的車充電路圖
優(yōu)點(diǎn):(1) 由于2576內(nèi)置過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫度保護(hù)等安全措施,結(jié)合358(雙運(yùn)放)來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出恒壓CV,恒流CC,過(guò)壓保護(hù)OVP等功能;實(shí)現(xiàn)了可靠、安全、完善的鋰電池充電方案;
(2) 由于2576為固定52K PWM變換器,使得車充的EMI設(shè)計(jì)相對(duì)容易;
(3) 由于2576和358均為40V高壓雙極工藝制造,更加“皮實(shí)”;
(4) 這種方案常用在0.8A ~ 1.5A左右的車充中;
缺點(diǎn):(1) 系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜,成本較高;
(2) 恒流CC和過(guò)壓保護(hù)OVP是通過(guò)358的輸出去控制2576的EN來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此充電電流有比較大的紋波,CC和OVP的響應(yīng)速度也不夠快(是通過(guò)切換2576是否工作來(lái)實(shí)現(xiàn)的);
[4] XLSEMI設(shè)計(jì)單片車充IC XL4002電路圖
基于車充領(lǐng)域的系統(tǒng)需求,上海芯龍半導(dǎo)體有限公司提供專用于車充方案的系列單片IC;內(nèi)部除了常規(guī)的過(guò)流保護(hù),過(guò)溫度保護(hù),輸出短路保護(hù)外,還內(nèi)置了專用于鋰電池充電的CV,CC,OVP;相當(dāng)于把[3]方案中的2576+358+穩(wěn)壓管等功能模塊全部集成到一顆IC中;
優(yōu)點(diǎn):除了具有[3]方案中對(duì)應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)外,還有:
(1) 專用于車充的全集成方案,系統(tǒng)成本低,可靠性高;
(2) IC內(nèi)部CV,CC,OVP都是通過(guò)控制PWM實(shí)現(xiàn)的;因此,輸出電壓,輸出電流,輸出過(guò)壓保護(hù)的精度更高,響應(yīng)速度很快;
(3) 芯龍?zhí)峁┏潆婋娏髟?A ~ 3A之間車充的一系列高性價(jià)比產(chǎn)品;
缺點(diǎn):(1)工作頻率低(52KHz),外接電感大(100uH);
(2)外圍元件復(fù)雜,外接肖特基二極管;
(3)工作效率低(《90%)
[5] 5202單片車充電路圖
優(yōu)點(diǎn):除了具有[34]方案中對(duì)應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)外,還有:
(1)工作頻率高(340KHz),外接電感?。?0uH);
(2)外圍元件簡(jiǎn)單,內(nèi)置肖特基二極管;
(3)內(nèi)置開(kāi)關(guān)MOSFET 內(nèi)阻?。ā?30mΩ) 工作效率高(〉90%)
編輯點(diǎn)評(píng):本文介紹了車載充電器的幾種充電電路方案,單片34063方案低成本;34063+NPN(NMOS)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)流的車充方案可以滿足不斷增長(zhǎng)的充電電流能力的需求;用2576+358+穩(wěn)壓管的方案實(shí)現(xiàn)了可靠、安全、完善的鋰電池充電方案。