本文介紹了采用 LM5122 同步升壓控制芯片，設(shè)計(jì)了一款升壓鋰電池充電方案，其適合在車載或其它工業(yè)類應(yīng)用中備份電源或者其它充電應(yīng)用。介紹了如何用 LM5122 實(shí)現(xiàn)鋰電池充電所需的恒流恒壓充電，并采用 LM5122 的 UVLO 功能來實(shí)現(xiàn)停止充電及重新充電功能。

　　目前，在鋰電池充電的解決方案中，很多方案是采用降壓變換器的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)鋰電池充電。但在某些應(yīng)用中，如車載，或工業(yè)類應(yīng)用中（其通用的輸入電壓為 12V 或 24V），需要給多節(jié)（》6s）鋰電池充電時(shí)，降壓充電器就遇到了困難。在這類應(yīng)用中，如果采用降壓充電解決方案，需要對(duì) 12V 或 24V 輸入電壓進(jìn)行升壓，然后再降壓。這樣的系統(tǒng)方案成本較高，轉(zhuǎn)換效率不高且系統(tǒng)復(fù)雜。

　　針對(duì)這類應(yīng)用，需要設(shè)計(jì)一款升壓型的鋰電池充電解決方案。而在設(shè)計(jì)升壓鋰電池充電方案之前，我們需要了解一些鋰電池充電的一些特性，即鋰電池充電為什么需要采用恒升恒流的充電方式。

　　如圖 1 所示（1），當(dāng)充電壓高于鋰電池最高允許的充電電壓時(shí)，電池的壽命會(huì)迅速減少。有些客戶為了延長(zhǎng)電池壽命，在設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)降低鋰電池充電電壓，但這會(huì)使電池的有效容量降低。如圖 2 所示（1），當(dāng)充電電壓從 4.2V 降到 4.1V 時(shí)，電池有效容量會(huì)降低 10%左右，不能達(dá)到對(duì)鋰電池的有效利用。所以在設(shè)計(jì)時(shí)，需要較高精度的充電電壓。

　　參數(shù)規(guī)格

　　本文中升壓方案的規(guī)格如下：

　　輸入電壓范圍：9V~15V

　　鋰電池規(guī)格：6S（4.2V），2400mAh

　　則所需設(shè)計(jì)的升壓充電方案的輸出為 1.2A 恒流，25.2V 恒壓輸出。

　　實(shí)驗(yàn)是基于 LM5122EVM-1PH 上進(jìn)行修改驗(yàn)證的。功率部分的線路在 LM5122EVM 板上做如下修改：1） 去掉輸出瓷片電容 C6 及電解電容 C12。2） 在瓷片電容 C9 與 C7 之間，插入一個(gè) 20mohm 的檢測(cè)電阻。3） 去掉 R28。

　　控制線路的原理圖如圖 5 所示。其采用 TPS7B6950QDCYRQ1 從輸入電壓產(chǎn)生一個(gè) 5V 電壓，為控制板提供電源及參考電壓。INA169 采樣輸出電池電流。采樣的電流信號(hào)與電池電壓采樣信號(hào)通過 TLV272，對(duì) LM5122 進(jìn)行恒流恒壓控制。同時(shí)電流信號(hào)與電壓信號(hào)通過 TLV3202 與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，再經(jīng)過一個(gè)或非門及一個(gè)小 MOS 對(duì) LM5122 的 UVLO 進(jìn)行控制，來實(shí)現(xiàn)停止充電及再充電的控制。