好像網(wǎng)上對(duì)RCC方案的開關(guān)電源談?wù)摰牟⒉皇呛芏?到是關(guān)于IC方案的設(shè)計(jì)資料不少,不知道哪位大俠有空能對(duì)RCC做個(gè)詳細(xì)的分析及設(shè)計(jì)介紹
   先傳幾個(gè)從網(wǎng)上流行的設(shè)計(jì)文章,做電源的可以參考下,當(dāng)然實(shí)際經(jīng)驗(yàn)很重要,資料永遠(yuǎn)只能做為參考
1124805709.doc
1124805887.doc1124805996.doc

用過熱保護(hù)的方法解決雙模式鋰離子電池充電器的發(fā)熱及噪音問題

作者:Zheren Lai
        新的處理器、顯示器和通訊技術(shù)把功率推上一個(gè)新的臺(tái)階,發(fā)熱問題也更引人注目.
        線性充電器簡單、成本低、尺寸小,在手持產(chǎn)品中,廣泛地用于可充電鋰離子電池的充電.線性充電技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn),然而,也有它的不足之處:發(fā)熱嚴(yán)重.
        在功率較小、尺寸較小的黑白顯示器以及早期功能不多的手持設(shè)備中,可以使用容量小的電池.這種電池可以用較小的電流進(jìn)行充電,這樣便避開了線性充電技術(shù)發(fā)熱嚴(yán)重的缺點(diǎn).但是,對(duì)于現(xiàn)在的手持設(shè)備,這個(gè)缺點(diǎn)再也不能忽視了,因?yàn)楣δ芎軓?qiáng)的處理器、明亮的彩色顯示器、存儲(chǔ)容量很大的存儲(chǔ)器、3G、WiFi和藍(lán)牙等無線連接技術(shù),都需要很大的功率.為了維持合理的工作時(shí)間,手持設(shè)備設(shè)計(jì)人員不得不增加電池的容量,在某些產(chǎn)品中電池的容量高達(dá)2000毫安時(shí).
        在雙模式線性充電器中,采用一種低功率的充電方式,能夠有效地克服線性充電器的弱點(diǎn).這種雙模式充電的方法改善了普通線性充電器的發(fā)熱問題,也超過了脈沖充電器和開關(guān)充電器.
        脈沖充電器的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)熱少,而且這種充電器的成本低、元件數(shù)量少.但是脈沖電流的幅度很大,會(huì)縮短電池的壽命,并在系統(tǒng)中產(chǎn)生噪音,會(huì)引起電池組中的保護(hù)電路產(chǎn)生誤動(dòng)作.雙模式線性充電器是按線性充電器的原理運(yùn)作的,不存在幅度很大的電流脈沖.
        開關(guān)充電器發(fā)熱很少,它的輸入電壓范圍比線性充電器的輸入電壓范圍寬,但是在手持設(shè)備中用得并不多,原因在于這種充電器需要體積很大的電容器和電感器進(jìn)行濾波,存在很大噪音,也增加了成本.雙模式充電器不需要電感器,只需要使用小小的陶瓷濾波電容器,在熱性能方面,可以與開關(guān)充電器媲美,甚至比開關(guān)充電器更好.
鋰離子電池對(duì)充電的要求
        為了在最短的時(shí)間里對(duì)鋰離子電池充電,充電過程一般分成兩個(gè)階段,一個(gè)是快速的恒流(CC)充電,這是第一階段,緊接著是充電緩慢的恒壓(CV)充電,這是第二階段.在第一階段中,最大充電電流限制在1C上下,這是因?yàn)?充電電流太大的話,會(huì)縮短電池的壽命.額定充電電流C定義為電池的額定容量除以一小時(shí).例如,如果電池的容量是2000毫安時(shí),那么1C的充電電流便等于2000mA.在第二階段,充電器保持電壓恒定,電壓數(shù)值嚴(yán)格地調(diào)節(jié)在電池最終電壓(一般是4.2V)上.這個(gè)電壓通常調(diào)節(jié)在±50mV的范圍內(nèi),因?yàn)槿绻潆姾蟮淖罱K電壓比較低的話會(huì)降低電池的容量,而電壓過高會(huì)縮短電池的壽命,還會(huì)引起安全方面的事故.所以在第二階段,充電電流逐漸下降,直到一個(gè)最小電流值然后停止充電.
        在手持產(chǎn)品中常用的穩(wěn)壓型轉(zhuǎn)換器有兩種:CV型和CV/CC型.CV型轉(zhuǎn)換器的運(yùn)作一目了然.在CV型中,不論輸出電流是多大,一直到輸出電流增大到電流過載保護(hù)電路動(dòng)作的數(shù)值,輸出電壓都是調(diào)節(jié)在固定的電平上.
         對(duì)于CV/CC型轉(zhuǎn)換器,在負(fù)載電流達(dá)到一定數(shù)值之前,它的運(yùn)作與CV型轉(zhuǎn)換器是一樣的.CV/CC型轉(zhuǎn)換器與CV型轉(zhuǎn)換器的不同之處在于,一旦負(fù)載電流到了電流極限值,輸出電壓將下降,但是轉(zhuǎn)換器繼續(xù)提供恒定的電流而不是完全關(guān)機(jī).
        我們來看看一個(gè)CV/CC轉(zhuǎn)換器輸出的理想伏/安特性曲線.在CV部分,轉(zhuǎn)換器可以看成是一個(gè)電壓源串聯(lián)一個(gè)輸出電阻(圖1).VNL是沒有負(fù)載時(shí)轉(zhuǎn)換器的輸出電壓,VFL是在滿載時(shí),也就是輸出電流達(dá)到極限數(shù)值ILIM時(shí)的輸出電壓.斜率 rO 是轉(zhuǎn)換器工作在CV部分時(shí)的輸出電阻.在穩(wěn)壓性能很好的情況下,輸出電阻是非常小的.轉(zhuǎn)換器工作在CC部分時(shí),它可以看成是一個(gè)恒流源.因?yàn)樗呛懔髟?它的輸出電壓取決于負(fù)載.轉(zhuǎn)換器作為充電器使用對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),它的輸出從伏/安特性曲線中較低的電壓上升到較高的電壓,一直到曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn).

        可充電的鋰離子電池組中一般有一節(jié)電池、一個(gè)保護(hù)電路以及其他電子線路.電池組可以近似地看成是一個(gè)理想電池串聯(lián)著一個(gè)集中參數(shù)電阻.這個(gè)電阻主要是電池的等效串聯(lián)電阻加上MOSFET晶體管的導(dǎo)通電阻.
線性充電器
        線性充電器主要由串聯(lián)(PMOS)場效應(yīng)晶體管、反向阻斷二極管、電流控制環(huán)路以及電壓控制環(huán)路(圖2)組成.當(dāng)它工作在CC狀態(tài)時(shí),利用一只外接電阻器來調(diào)節(jié)充電電流.在線性充電器中,需要使用CV型轉(zhuǎn)換器.
        在電池未充電到最終的電壓時(shí),二極管將電壓環(huán)路放大器(VA)的輸出端隔開.在電流環(huán)路的調(diào)節(jié)下,充電器輸出恒定的電流.IREF引腳用于調(diào)節(jié)基準(zhǔn)電流IR. 電流放大器控制著PMOS晶體管的柵極電壓,讓測量到的電流達(dá)到與基準(zhǔn)電流相同的數(shù)值.隨著電池電壓達(dá)到最后的電壓值,電壓放大器VA輸出的電流可以有效地降低電流環(huán)路的基準(zhǔn)電流.
        線性充電器的功耗是
        PCHGR = (VIN -VBAT) ICHG,
        式中 PCHGR 是充電器的功耗, VIN 是輸入電壓,VBAT 是電池上的電壓,ICHG是充電電流.在開始時(shí)輸入電壓和輸出電壓之間的相差很大,這時(shí)功耗是最大的.如果電池電壓是3V,轉(zhuǎn)換器的電壓是5V,充電電流是750mA,功耗是1.5W.在充電時(shí),隨著電池的電壓上升,功耗下降.在進(jìn)入CV充電狀態(tài)后,充電電流開始下降,功耗進(jìn)一步下降.

含有溫度控制的充電器
        在恒流快速充電階段,線性充電器產(chǎn)生很大熱量.但是,較先進(jìn)的充電器具備充電電流溫度控制的功能,它可以防止過熱.由于有了溫度控制,大大地簡化了熱設(shè)計(jì)和熱保護(hù),可以防止因?yàn)榘l(fā)熱而損壞充電器或者產(chǎn)品.
        有一些器件增加了一個(gè)監(jiān)測溫度的電路(圖3a).在集成電路內(nèi)部溫度還未達(dá)到閾值(一般是100°C)時(shí),監(jiān)測溫度的電路對(duì)充電器沒有影響.一旦溫度達(dá)到閾值,集成電路的溫度上升會(huì)引起充電電流下降.因此限制了溫度的升高.
        除了熱保護(hù)產(chǎn)生的作用(圖3b)之外,這種充電器的工作特性曲線與普通的線性充電器是一樣的,引起芯片溫度上升到閾值的最大功耗取決于電路的布置、印刷電路板的尺寸以及環(huán)境溫度.因?yàn)樵诔潆婇_始時(shí),電池的電壓比較低,如果充電電流是恒定的,功耗就相當(dāng)大.通過溫度控制,充電電流將下降,功耗和溫度都得到了控制.
        
        具備溫度控制的線性充電器超過了普通的線性充電器,但是功耗仍然不小,如果印刷電路板的散熱能力差的話,充電過程會(huì)受影響.

雙模式充電器
        理想的單節(jié)鋰離子電池充電器應(yīng)當(dāng)是發(fā)熱很少,成本很低,尺寸很小,噪音很低.這些要求都很重要,雙模式充電器都能做到.
        除了轉(zhuǎn)換器是CV/CC型,而不是CV型的之外,雙模式充電器的方塊圖與前面講到的線性充電器是一樣的(圖4a).另外一個(gè)不同之處(在圖中沒有表示出來)是雙模式充電器要求集成電路能夠在輸入電壓很低的情況下工作.所以,雙模式充電器屬于線性充電器.在用一只CV/CC轉(zhuǎn)換器為充電器供電,基準(zhǔn)電流調(diào)節(jié)到高于CV/CC轉(zhuǎn)換器的電流極限時(shí),就可以看到他們之間的區(qū)別.
        我們來看看,在使用 CV/CC轉(zhuǎn)換器時(shí),會(huì)出現(xiàn)什么問題.在電池電壓還未到達(dá)最終電壓時(shí),電壓環(huán)路沒有投入工作.電流控制環(huán)路改變PMOS的柵極電壓,從而調(diào)節(jié)充電電流.因?yàn)殡娏魇艿睫D(zhuǎn)換器的限制,它永遠(yuǎn)不會(huì)上升到等于基準(zhǔn)電流,控制器會(huì)繼續(xù)降低柵極電壓,直到電流環(huán)路放大器出現(xiàn)飽和.在這時(shí),PMOS 的柵極-源極電壓已經(jīng)高于柵極閾電壓.于是,PMOS實(shí)際上就像開關(guān)一樣處于導(dǎo)通狀態(tài).因?yàn)镻MOS完全導(dǎo)通,轉(zhuǎn)換器的電壓下降,略微高于電池電壓. 電壓降是
        VIN ˉ VBAT = ILIMRDS(ON),
        式中RDS(ON)是PMOS的導(dǎo)通電阻, ILIM 是CV/CC轉(zhuǎn)換器的限流電流.功耗是
        PCHGR = RDS(ON)×ILIM2 ,
        實(shí)際的功耗取決于RDS(ON).一般地講,使用外接 MOSFET,導(dǎo)通電阻可以比較容易地做到低一些,但是需要一只反向阻斷二極管,總的功耗比較大.
       在電池電壓低時(shí),輸入電壓很小(圖4b).這就是為什么要求集成電路的工作電壓低于普通線性充電器.
        當(dāng)充電器進(jìn)入CV充電方式時(shí),充電器和轉(zhuǎn)換器的電流開始下降.對(duì)于CV/CC型轉(zhuǎn)換器,進(jìn)入CV狀態(tài)后才降低電流.通常,在過渡期間,電壓會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)的現(xiàn)象.轉(zhuǎn)換器電壓跳到VFL.如果充電電流緩慢下降,功耗曲線也會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)性. 對(duì)于雙模式充電器,功耗最大的情形就是出現(xiàn)在這個(gè)過渡時(shí)期.即使是這樣,如果充電電流是750mA,轉(zhuǎn)換器的電壓是 5V,最大功耗是 (5 - 4.2)×0.75 = 0.6W,低于線性充電器的1.5Wz.鋰離子電池的最終充電電壓一般是4.2V.
        雙模式充電器仍具備溫度控制的功能.因此,如果集成電路內(nèi)部的溫度超過一定數(shù)值,充電電流(以及功耗)便會(huì)下降.

進(jìn)一步降低功耗
        妥善設(shè)計(jì)的CV/CC轉(zhuǎn)換器能夠進(jìn)一步降低雙模式充電器的最大功耗.在電池電壓達(dá)到最終電壓4.2V之前,如果轉(zhuǎn)換器的輸出達(dá)到滿載輸出電壓,可以減少發(fā)熱.
        當(dāng)轉(zhuǎn)換器處在CC狀態(tài)下進(jìn)行充電時(shí),充電系統(tǒng)中的MOFET完全導(dǎo)通,充電器相當(dāng)于一只電阻器(圖5a).充電電流為極限電流ILIM ,可以很容易地計(jì)算充電器的輸入電壓.

        當(dāng)輸出電壓達(dá)到滿載電壓,與此同時(shí)電池組的電壓達(dá)到最終充電壓電壓 VCH(典型數(shù)值是4.2V),這是臨界狀態(tài).這時(shí)
        VCFL = RDS(ON)× ILIM + VCH ,
        其中 VCFL 是轉(zhuǎn)換器的臨界滿載電壓.例如,如果最終電壓是4.2V,RDS(ON)是 350mΩ,極限電流ILIM 是750mA,那么,轉(zhuǎn)換器的滿載電壓是4.4625V.在臨界狀態(tài)時(shí),充電器進(jìn)入CV狀態(tài),同時(shí)轉(zhuǎn)換器離開CC狀態(tài).
         充電系統(tǒng)處在CV狀態(tài)時(shí),充電系統(tǒng)輸出電壓是恒定的4.2V(圖5b).由于在CV狀態(tài),充電電流的下降速度高于轉(zhuǎn)換器電壓的上升速度,因此隨著充電電流的下降,功耗減少.所以,發(fā)熱的最嚴(yán)重情況是在恒流充電階段出現(xiàn)的.
        在電池電壓達(dá)到4.2V之前,如果轉(zhuǎn)換器的電壓達(dá)到滿載電壓,充電器將進(jìn)入電阻限流的狀態(tài).當(dāng)轉(zhuǎn)換器電壓達(dá)到滿載電壓時(shí),如果未離開CC狀態(tài),它不可能再增大.同時(shí),電池電壓還沒有達(dá)到最終電壓,于是充電器想把充電電流調(diào)節(jié)到基準(zhǔn)值(圖5b).最后,電池組的電壓達(dá)到4.2V,因?yàn)檗D(zhuǎn)換器的無載電壓高于4.2V.
        對(duì)于普通的線性充電器,發(fā)熱的最嚴(yán)重情況是在CC充電狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)(圖6a).這時(shí),滿載電壓低于最終充電電壓4.2V,但是,只要無載電壓高于4.2V(圖6a),充電器繼續(xù)對(duì)電池進(jìn)行充電.如果轉(zhuǎn)換器滿載電壓低于臨界電壓,最大功耗便在CC階段出現(xiàn).
        在實(shí)際的樣機(jī)中,用一只1800毫安時(shí)的可充電鋰離子電池來演示雙模式充電器的工作,我們可以看到兩個(gè)充電過程.轉(zhuǎn)換器是電流受到限制的電源,充電器為ISL6292.這個(gè)電路表明,轉(zhuǎn)換器的滿載電壓(5V)高于臨界電壓.輸出電流限制在750mA.在CC狀態(tài),充電電流是恒定的(大約是750mA),而電壓差則低于普通線性充電器的電壓差.最大功耗是在CC充電狀態(tài)與CV充電狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時(shí)候出現(xiàn).

作者簡介
Zheren Lai博士是Intersil手持產(chǎn)品部的高級(jí)應(yīng)用工程師,Mark Richey是Intersil是手持產(chǎn)品部產(chǎn)品市務(wù)經(jīng)理.Intersil公司在美國加利福尼亞州Milpitas,電話: (1) 408-945-1323,網(wǎng)址:www.intersil.com.

我初次接處開關(guān)電源,請(qǐng)問RCC方案是什么東東,那IC 又是什么東東呢,請(qǐng)老兄指點(diǎn)一二.謝謝!上傳的資料我已經(jīng)下載了,非常感謝.

簡單的理解就是用分立元件做的方案稱為RCC方案,想PI、ST專用的IC做成的方案稱為IC方案,也包括脈寬調(diào)制器IC 3842

明白了,非常感謝.

現(xiàn)在的手機(jī)充電器市場真的是太亂了,一直以來做的都是正規(guī)認(rèn)證的產(chǎn)品,現(xiàn)在要做些亂貨還真做不好,幾塊錢!!!
真為國人感到擔(dān)心,現(xiàn)在大家都在提倡全民節(jié)約,但幾塊前的充電器即不安全又浪費(fèi)電!!!!
亂貨!!!!

樓主,有以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)嗎?
GB/T 14714-1993 微小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備用開關(guān)電源通用技術(shù)條件
SJ/T 2811.1-1987 通用直流穩(wěn)定電源術(shù)語及定義,性能與額定值
SJ/T 2811.2-1987 通用直流穩(wěn)定電源測試方法
YD/T 1104-2001 通信用開關(guān)電源系統(tǒng)監(jiān)控技術(shù)要求和試驗(yàn)方法
謝謝!!

深圳市源儀電子有限公司  是一家技術(shù)服務(wù)型的科技企業(yè),專業(yè)從事開關(guān)電源量測儀器的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù);自動(dòng)測試系統(tǒng)集成及開關(guān)電源開發(fā)測試相關(guān)的設(shè)備租賃服務(wù)工作.
秉承開關(guān)電源行業(yè)最先進(jìn)的量測理念,洞悉業(yè)界最新的量測要求, 以積極、創(chuàng)新、務(wù)實(shí)的態(tài)度,為國內(nèi)外開關(guān)電源科研、生產(chǎn)用戶提供便捷、周到的本地化、多元化的一站式服務(wù)!
聯(lián)系人:李明   聯(lián)系方式:13670002675
http://www.tetpi.com
1125035228.doc

不好意思,以上提到的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都沒有,我只要有一些技術(shù)方面及工藝方面的標(biāo)準(zhǔn)

老兄:有沒有保護(hù)電路&幾種反饋線路一些資料!

那方面的保護(hù)電路,是開關(guān)電源還是其它

開關(guān)電源的保護(hù)電路