基于MCU设计的离线锂电池充电器
在讨论设计细节以前，需先讨论与电感及电容有关的两个要点：
1．电感大小
不难看出，确定降压转换器电感的大小是达到合适充电电压及电流的关键。电感大小也与成本有关。电感容量可用公式1来计算：
公式1
其中：Vi：输入至开关的充电器电压；
图5：输出电压测试结果
Vsat：开关“通”时开关的电压损失；
Vo：电压输出；
T：PWM周期；
DutyCycle：PWM占空比；
Io：电流输出(亦即恒定电流充电)。
公式1显示PWM的开关频率越高(亦即开关周期T越小)，则所需的电感越小，这有助于减少器件成本。
2．电容大小
还需注意的是，此电路中的电容完全是用来减少纹波电流，故越大越好，因为纹波与电容值成反比。
设计要点
本设计基于飞利浦P89LPC916型MCU，其整体设计思想是，通过先用恒定电流充电、然后再用恒定电压充电来实现尽可能快的充电。MCU还控制用于指示充电器工作状绕行电感器态的LED。
1．精密电源
图6：输出电流测试结果
VDD需采用精密电压源绕行电感，因为此电压被用作DA-DA转换器的电压参考。低压降(LDO)调整器为该电压源的最佳选择，且本设计采用3端LDO LM1117来为VDD提供精密3.31 V电源。
2．PWM输出解决方案
Ti一体成型电感器mer0(定时器0)的一个通道用来产生控制降压转换器开关的PWM信号。由于LPC916带有其自己的片上RC振荡器，故充电更加稳定而有效--尤其在电压控制工作模式下。所需的PWM频率仅大约为14kHz，故能很好地控制在片上振荡器的频率范围内。可通过改变降压转换器的“开”时间来调整PWM占空比。
系统设计
图2为锂电池充电器系统组成框图。其中PWM输出控制充电开关，且其占空比可根据需要用充电电压及电流的反馈来调整。LPC916的8位片上高速A/D转换器提供了监视充电电压所需的高精度。避免锂离子应用中的过充电非常重要，因为将充电保持在其最大值以内可延长电池的使用寿命。表1为该电路的输入/输出参数规格。
表1：图2电路的输入、输出参数规格
下一步是计算电感值，首先必须指出的是，公式1给出了占空比、输出电流、PWM周期及其他变量之间的关系。电感值可通过假设Vi＝5.1V、所需输出电压Vsat＝0.5V(在Io=350mA上，Vo＝4.25V、所需输出电流Io＝350mA、1/T＝14.7kHz以及占空比为50%来计算)。采用以上这些值，用公式1可计算出电感值不小于10μH。在本设计中，建议电感值为33-10μH。尽管可以采用大于5.1V的输入电压，但更高的输入电压要求采用更高频率的PWM或更大的电感，从而使器件成本提高。
锂电池应以三个独立的阶段来充电。如果电池电压低于3V，则需要有预充电阶段且充电电流应保持为65mA。一旦电池电压达到3V+-1%，即开始进入快速充电阶段，并采用350mA的恒定充电电流。通过调整控制脉冲可使充电电流保持恒定。当电池电压达到4V+-1%时，即开始接恒定电压充电阶段。此时电压被保持在4.23V，充电电流处于监视下。
在恒定电压充电阶段之后，电池被另外再充电50分钟，同时保持充电电流小于30mA。充电时间可用一个计时器来控制，但监视充电终结的方法有三种：检电感厂家测充电电流、使用计时器以及监视温度(可选)。
充电过程如图3所示。从一个阶段进入到另一个阶段的准确标志如下：
预充电阶段(当需要时)：如果Vbat<3.0(1%，则设置Iout=10%；Ireg=65mA；快速充电阶段(恒定电流充电)：当Vbat<=4.00+-1%V时，设置Iout=Ireg=350mA；计时器控制充电阶段(恒定电压充电)：当Ibat<60mA时，设置Vout=Vreg=4.23V(50分钟)以保证电池充分充电，但使充电电流小于30mA。
充电在4小时内完成。
电感器命名考虑到最终用户，设计中采用了LED状态指示灯，以提供有关充电序列状态的信息。
设计方案的测试
可用来在充电过程中测试该设计的电路框图如图4所示。用两块万用表来测量Vout及Vsense_res读数。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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问题少年，进来看看能不能帮上忙！！谢谢（lm311）用正弦波和三角波通过lm311p比较出spwm波，仿真出的二图的波形，但是按仿真图焊的板子，前面都出了，当给lm311供电的时候，输入波形就会没有，不知道这是为什么，正负输入电压大约为2v，
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