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[参考译文] LM5020:具有 SEPIC 模式的恒流电池充电器

Guru**** 657930 points
Other Parts Discussed in Thread: LM5020, LM5177, LM3481, LM5155
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1128145/lm5020-constant-current-battery-charger-with-sepic-mode

器件型号:LM5020
主题中讨论的其他器件: LM5177LM3481LM5155

您好!

我们正在寻找一个直流/直流转换器、其中一个锂电池组(电池组电压最大65V)通过降压直流/直流恒流(CC)为另一个电池组充电。 无需恒压充电模式。 因此、较高电压的电池组通过直流/直流转换器向较低电压放电、因此它们最终都处于大约相等的电压。

所需的规格是

  • CC 电流为10A
  • 输入电压超过75V
  • 如果电池组未连接到直流/直流的输出端、则输出电压最多可以与直流/直流转换器的输入电压相同

我们是否可以在 SEPIC 模式下使用 LM5020来获得此功能?

谢谢、Prithvi

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    您好、Prithvi、

    感谢您通过 e2e 与我们联系。

    您能更详细地解释一下该应用吗?
    除了电池组之外、还存在其他哪些电压或电流源?
    如果未连接电池组、电压来自何处?

    我知道您不需要升压功能。
    较高电压的电池是否可以连接到输入端或输出端?
    您是否需要双向操作?

    我还会在您的描述中发现有冲突的信息(最大65V 与超过75V)。 还有多少钱?
    请指定精确的输入/输出电压范围。

    您能否提供原理图?

    非常感谢、
    哈里

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    感谢 Harry 的快速回应。

    考虑两节电池1kWh 的情况-充电状态不同(SoC)、例如输出电压为65V 和55V。 我们需要的是一种解决方案、即较高的 SoC 电池通过直流/直流稳压器向较低的 SoC 电池放电、该稳压器以10A 电流执行 CC、直到两节电池达到类似的电压。 没有其他电压和电流源。

    是的、无需升压模式。

    输入电压将始终高于输出电压、即具有更高 SoC 的电池。 无需双向操作。

    电池组最大电压为65V、因此最好为直流/直流转换器的输入留出一定的余量。 直流/直流芯片的最大输入电压为75Vin、不过最好假设最大输入电压为100Vin、这样我们就可以有一些空间让 TVS 在出现任何尖峰时正常工作。  

    我还没有原理图、因为我仍在选择器件。 希望您对我的问题有必要的澄清。

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    您好、Prithvi、

    感谢您的解释。
    只是为了确保我没有错过任何内容:

    您有两节电池、它们具有不同的(SoC)、例如65V 和55V。 电平、以便它们在末尾具有相同的电压
    (例如、能够在没有任何交叉电流的情况下将它们连接在一起。)

    您将以某种方式测量哪个电池具有较高的电压。

    然后、您将电压较低的电池连接到输出、将电压较高的电池连接到降压转换器的输入。
    没有其它连接到该系统。
    降压转换器应调节特定的最大充电电流、而不是尝试稳定电压。
    (因为电压可能会变化、例如两节电池已满、两节电池已空)。
    当两节电池达到相同电压时、该过程应停止。

    您将提前确保具有较高电压的电池将连接到输入端。
    因此、您已经声明:无需双向操作。

    您可以确认吗?

    可能会发生错误、因此我假设在极少数情况下、具有较高电压的电池可以很好地连接到输出端?
    因此、您可能需要某种反向保护。
    你同意吗?


    非常感谢、
    哈里

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    是的、我确认您所说的内容。 有一个 MCU 可测量两个电池组的电压并启动直流/直流、可能使用 UVLO 上的 A MOSFET 开关。 另一种选择是在 SEPIC 转换器的输入端设置负载开关、以便直流/直流转换器即使在关断状态下也不会产生功率损耗。

    如果 Vuvlo 为0V 并且连接到 SEPIC 转换器输出的电池组的电压高于连接到输入的电池组的电压、会发生什么情况? 由于电路中的二极管、它不会导致任何问题、对吧?

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    您好、Prithvi、

    感谢 您的确认。

    为什么您更喜欢 SEPIC 拓扑?

    再次感谢、
    哈里

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    几个原因:

    -降压拓扑在高侧使用 NMOS 时、大部分时间占空比限制为96-98%、这会导致两个电池组不会发生电压收敛

    SEPIC 的另一种可能选择是使用成本更低、Vin 最大值更低的部件,由作为线性稳压器工作的齐纳和串联导通晶体管供电,如 ADI 部件的下图所示。

    SEPIC 中的一些开放主题是

    -输出电流调节。 通过电流至电压转换、也许可以通过电流镜电路为反馈引脚提供电流至电压、如下所示。

    -如您之前所述、使用不同的临界情况提供保护。

    再次感谢 Harry。

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    抱歉、我意识到第一张照片不正确、所以就在这里。

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    您好、Prithvi、

    LM5020无法调节导通电流。 为此、您需要添加外部组件(根据电流调整反馈电压)。

    不妨看看 LM5177、这是一款能够提供额外平均电流调节的双升压控制器:
    www.ti.com/.../LM5177

    此致、
    哈里

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    谢谢 Harry。 是否有任何 SEPIC 转换器可以调节输出电流?

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    您好、Prithvi、

    当 SEPIC 拓扑用于10A/高功率时、需要查找合适的组件。

    我们不提供专门用于升压/SEPIC 的任何器件、也具有内置的输出电流调节功能。
    不过、您始终可以添加外部组件来创建您喜欢的功能、
    例如、控制器的较低电压电源、FET 的(隔离式)栅极驱动器等

    为了调节电流、您可以在输出侧引入感应电阻器(可能是放大器)并将该信号馈入反馈引脚、
    而不是通过电阻分压器使用输出电压。

    但这一切都不属于正常使用情况,我们只能对这种概念提供非常有限的支持。

    此致、
    哈里

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    感谢 Harry、这很有用。 将研究从感应电流向反馈引脚馈送信号的机制。

    最后一个问题-对于10A 转换、您建议使用哪种 SEPIC 转换器?

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    您好、Prithvi、

    您肯定需要一个具有外部 FET 的控制器。
    请选择一个器件、该器件实际上声明它是为 SEPIC 设计的。
    即使是 LM3481这样的简单器件也可以降低电源电压。
    顺便说一下、LM5155的数据表显示了如何"滥用"反馈引脚来控制电流的示例。
    图10-9. 低成本 LED 驱动器
    图10-13. 具有高侧电流感应功能的 LED 驱动器
    www.ti.com/.../lm5155.pdf

    此致、
    哈里