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基于EG1201、EG4318A芯片的铅酸电池（12V7AH）三段式充电器方案

已有 2833 次阅读2018-11-24 13:40

1. 方案板概述
EG1201+EG4318 A三段式充电器方案板具有下列特性：

单层PCB 板（40mm × 91mm）
恒流输出：1.0A～1.8A（可设定）
恒压输出：14.8V（可设定）
浮充电压：13.8V（可设定）
转灯电流：0.3A ～0.5A（可选择EG4318 芯片版本型号）
AC 输入电压范围： 85V～265V
客户如果没特殊要求，客户可以下载本方案的原理图和PCB 板图进行直接生产

2、方案板原理说明
      这个方案板的目标是应用在喷雾器铅酸电池充电器上。方案板具有宽范围交流输入电压85V～265V，前级采用高性能电流模式PWM 控制芯片EG1201，开关工作频率设定在60KHZ 左右，芯片外围电路少，具有过流、短路及过压保护等功能，并在轻负载情况下，自动降频实现待机功耗。该方案使用EG1201 作为前级反激式PWM 控制芯片，最大程度上提高了喷雾器充电器的稳定性能，简洁的电路大大节约了产品的整体成本。后级采用专用铅酸电池三段式充电管理芯片EG4318，具有恒流、恒压以及浮充三段式充电自动转换
的功能，并具备 LED 充电指示功能，大大简化了外围元件的数量，提供产品稳定性及降低了总体成本。
     根据下面图4-1 原理图，EG1201+EG4318 方案板的工作原理描述如下：
交流输入电压220V 经过D2、D3、D6、D7 和C2 整流滤波得到300V 直流电压，通过启动电阻R2（2.2M）给三极管Q1基极提供约0.1mA的启动电流，经Q1集电极和发射极电流放大后再输入启动电流到EG1201 VCC端，在VCC 电压上升到8.8V 时，芯片开启PWM 开始工作，变压器工作，经次级进行整流滤波后，输出直流电压给负载供电，光耦U1 和U2 EG4318 监控输出电压情况，进行反馈调整PWM 值达到稳压。R8 为最大峰值电流限流电阻，设计时根据输出功率，选择合适的阻值，可以有效保护功率管及防止变压器的磁饱和问题，最大峰值电流的计算为Ic_peak=0.6/Rs (A)。
      后级采用专用的三段式铅酸电池充电管理芯片EG4318 去控制充电电流、充电电压及浮充的电压的设定。
      三段式控制原理过程如下：
      1）. 恒流阶段原理
      在电池电压较低时，充电器进入恒流充电阶段，LED 指示灯为红灯，表示进行恒流充电中。恒流控制电路如图2-1 所示，R3 为电流采样电阻，图中R6 和R12 分压电阻的作用为，当采样电阻R3 阻值固定后，调整R6 和R12 阻值的比例可设定所需的输出恒流电流。具体关系为Iout=[ (1+R6/R12)×VFCTR]/R3，其中VFCTR为浮充控制基准电压，不同后缀的EG4318 对应不同的基准电压值，具体的VFCTR参数可参考EG4318 用户手册。

2）. 恒压阶段原理
随着充电过程的进行，电池电压开始逐渐升高，充电电流开始慢慢减小，充电器进入恒压充电阶段，输出电压保持恒定，LED 指示灯仍为红灯，表示充电仍在进行中。恒压控制电路如图2-2 所示，R7与两个并联电阻R9//R10 进行分压，用于设定恒压电压值，其中图中R11、R13 分别为R9 和R10 的阻值微调电阻，恒压电压设定关系为：Vout=[1+R7/(R9//R10)] ×VVCTR，其中VVCTR=2.5V。

3）.浮充阶段原理
当充电电流减小到浮充转换电流时，充电器进入浮充充电阶段，拉低输出电压进行长时间小电流充电，LED 指示灯为绿灯，表示进入小电流充电状态。浮充控制电路如图2-3 所示，R7 与R10 电阻分压为设定浮充电压值，其中图中R13 为R10 的阻值微调电阻，浮充电压设定关系为：Vout=[1+（R7/R10)]×VVCTR，其中VVCTR=2.5V。

3、方案板测试说明
客户根据我司提供的方案原理图和PCB 板图进行生产时，为了保证产品的质量和参数，需测试整机的

      以下几项参数：
空载状态下的参数测试项目：
      1）. 整机空载功耗测试，整机功耗应小于0.2W。
      2）. 空载输入电流测试，在交流输入电压为220V 时，输入电流应小于1mA。
      3）. 空载输出电压测试，在输入电压范围85V～265V 之间，输出电压应恒定为13.8V。
      4）. 空载LED 指示灯测试，没负载情况下，LED 应该指示为绿灯。

      带载状态下的参数测试项目：
      输出级项目测试
      1）. 恒压输出电压测试，在带载0.8A 和1A 负载电流时，输出电压都应恒定为14.8V。
      2）. 恒流输出电流测试，在带载8Ω 和9Ω 负载电阻时，输出电流都应恒定为1.2A。
      3）. 浮充转换点电流和指示灯测试，调节负载电流从0.5A～0.3A 变化，输出电压应从14.8V 转换到13.8V，LED 指示灯应从红灯转换到绿灯。

      输入级项目测试
      1）. 输入电压范围测试，在交流输入电压从85V～265V 变化时，带载1A 负载电流的情况下，输出电压都应保持在14.8V。
      2）. EG1201 芯片供电电压测试，在带载1A 负载电流的情况下，输入交流电压从85V～265V 变化，C4 两端的电压应该在4.8V～8.8V 范围内。
      3). PWM 工作频率测试，在空载或带载的情况下，EG1201 芯片的1 脚三角波频率应在50KHZ～65KHZ 之间，典型的是60KHZ。
7. 三极管Q1 集电极尖峰电压测试，在空载和带载满载的情况下，输入交流电压从85V～265V 变化，用示波器观察Q1集电极的尖峰电压不能过高。

4、方案板原理图