基于DS2712的USB接口鎳氫電池充電器設計
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3 線性穩(wěn)壓源與開關電源的對比
USB 2．0標準允許低功率接口輸出100 mA的驅動電流，高功率接口輸出500 mA的驅動電流。如圖2所示，使用線性穩(wěn)壓源控制鎳氫電池的充電電流，那么上述2個驅動電流值就是可獲得的最大充電電流。圖中功率管Q的功耗為PQ=VQIBATT(VQ為功率管Q上的壓降，IBATT為電池充電電流)，必須使用散熱片來防止功率管因熱損耗而過熱。對于USB 2．0接口提供的輸入功率和5 V額定電壓而言，除了電池外，充電通路上的元件都會產生功率損耗和電壓降。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/175846.htm
圖3所示為USB接口通過線性穩(wěn)壓源對鎳氫電池進行充電時，通過理論計算獲得的充電器功耗曲線。如圖3所示，對單節(jié)鎳氫電池充電時，線性穩(wěn)壓源的充電效率不足30％，對2節(jié)串聯(lián)的鎳氫電池進行充電時，充電效率也只能達到60％。以500 mA電流對單節(jié)鎳氫電池充電，線性穩(wěn)壓源充電器會產生2 W的功耗，一般而言，這就意味著需要使用散熱片。
使用開關電源就可以解決這一系列的功耗和散熱問題。高功率USB接口所能提供的最大電流為500 mA，以該電流值的90％通過一個效率為77％的異步降壓型開關電源對鎳氫電池進行充電。經計算可獲得如圖4所示的線性充電器與開關電源之間的充電時間對比。與線性充電器相比，開關電源可提供更大的充電電流，從而縮短充電時間。而且由于熱功耗更低，充電器的熱管理難度也就隨之下降，與此同時，更低的運行溫度也可以使充電器更可靠。
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