XLSEMI 上海芯龙半导体有限公司 http://www.xlsemi.com 上海新金桥路 201 号现代通信大厦 501 室 邮编：201206 电话：86-21-50322391 传真：86-21-50322390 车载充电器方案简介 常规用于汽车电瓶(轿车 12V, 卡车 24V)供电的车载充电器, 大量使用在各 种便携式、手持式设备的锂电池充电领域, 诸如: 手机, PDA, GPS 等; 车充既要考虑锂电池充电的实际需求（恒压 CV，恒流 CC，过压保护 OVP）， 又要兼顾车载电瓶的恶劣环境（瞬态尖峰电压，系统开关噪声干扰，EMI 等）； 因此车充方案选取的电源管理 IC 必须同时满足：耐高压，高效率，高可靠性， 低频率（有利于 EMI 的设计）的开关电源芯片；通俗讲就是要求“皮实”。 常见的车充方案简介如下： [1] 单片 34063 实现的低端车充方案示意图 R1 R2 1.2K 3.6K FB 5 VIN 6 CIN Rsc 0.33 +12V SW 34063 8 7 1 2 3 VOUT =1.25*(1+R2/R1) Icharge=0.3/Rsc L1 200uH/0.5A 4 GND D1 IN5819 100uF/50V LOAD COUT 470uF/35V CT 470PF 优点:：低成本； 缺点：(1) 可靠性差，功能单一；没有过温度保护，短路保护等安全性措施； (2) 输出虽然是直流电压，但控制输出恒流充电电流的方式为最大开关电 流峰值限制，精度不够高； (3) 由于 34063 为 1.5A 开关电流 PWM+PFM 模式（内部没有误差放大器）， 其车充方案输出直流电压电流的纹波比较大，不够纯净；输出电流能力也非常有 限；（常见于 300ma~600ma 之间的低端车充方案中） [2] 34063+NPN（NMOS）实现扩流的车充方案示意图 CIN 100uF/50V +12V RCS 0.33 R1 R1 1.2K 1.2K Q1 NPN FB 5 VIN 6 SW 34063 8 7 1 CT 470PF 2 3 4 GND VOUT =1.25*(1+R2/R1) Icharge=0.155/Rcs R3 200uH/2A L1 D1 IN5822 LOAD COUT 470uF/35V 优点：在[1]方案的基础上扩流来满足不断增长的充电电流能力的需求； 缺点：同样存在[1]方案中类似的不足； XLSEMI 上海芯龙半导体有限公司 上海新金桥路 201 号现代通信大厦 501 室 邮编：201206 电话：86-21-50322391 传真：86-21-50322390 http://www.xlsemi.com [3] 用 2576+358+稳压管的方案示意图 R1 R2 1.2K VIN FB 3 1 3.6K 2576-ADJ 4 2 SW 5-8 C1 105 R10 155uH/3A 0.1R(1/4W) R3 3.6K CIN 220uF/50V +12V L1 VOUT=1.23(1+R2/R1) Icharge=0.1/R10 R8 10K D1 SK340 COUT 220uF/50V LOAD C2 6.8uf R5 R9 D4 6B2 4.7K(1/4W) 2 D3 BAV70 8 5 475R R4 4 16.5 K C2 105 ST358 7 1 6 3 R6 R7 100K D2 1K IN4148 优点：(1) 由于 2576 内置过流保护、过温度保护等安全措施，结合 358（双运放） 来实现输出恒压 CV，恒流 CC，过压保护 OVP 等功能；实现了可靠、安全、完 善的锂电池充电方案； (2) 由于 2576 为固定 52K PWM 变换器，使得车充的 EMI 设计相对容易； (3) 由于 2576 和 358 均为 40V 高压双极工艺制造，更加“皮实”； (4) 这种方案常用在 0.8A ~ 1.5A 左右的车充中； 缺点：(1) 系统相对复杂，成本较高； (2) 恒流 CC 和过压保护 OVP 是通过 358 的输出去控制 2576 的 EN 来实 现的，因此充电电流有比较大的纹波，CC 和 OVP 的响应速度也不够快（是通过 切换 2576 是否工作来实现的）； XLSEMI 上海芯龙半导体有限公司 http://www.xlsemi.com 上海新金桥路 201 号现代通信大厦 501 室 邮编：201206 电话：86-21-50322391 传真：86-21-50322390 [4] XLSEMI 设计单片车充 IC XL4002 示意图 CFF 33nF R1 R2 VOUT =1.235*(1+R2/R1) Icharge=0.155/Rcs EN FB 4 VIN 7,8 CIN +12V C1 105 XL4002 6 1,2 SW 3 GND L1 100uH/2A 5 CS D1 IN5821 LOAD COUT 220uF/50V 220uF/50V Rcs 基于车充领域的系统需求，上海芯龙半导体有限公司提供专用于车充方案的 系列单片 IC；内部除了常规的过流保护，过温度保护，输出短路保护外，还内 置了专用于锂电池充电的 CV，CC，OVP；相当于把[3]方案中的 2576+358+稳压 管等功能模块全部集成到一颗 IC 中； 优点：除了具有[3]方案中对应的优点外，还有： (1) 专用于车充的全集成方案，系统成本低，可靠性高； (2) IC 内部 CV，CC，OVP 都是通过控制 PWM 实现的；因此，输出电压， 输出电流，输出过压保护的精度更高，响应速度很快； (3) 芯龙提供充电电流在 0A ~ 3A 之间车充的一系列高性价比产品； [5] XLSEMI 车充系列产品快速选择表 产品型号 XL4001 XL4002 XL4101 XL4102 开关频率 150KHZ 52KHZ 150KHZ 52KHZ 输出电流 2A 2A 3A 3A 封装 SOP8-EP SOP8-EP TO263-5L TO263-5L （注：SOP8-EP 为常规 SOP8 类型下带散热 PAD；系统设计可以根据输出电感， 电容的值和体积因素来选择合适开关频率和电流能力的产品； 详细产品信息请参考：http://www.xlsemi.com/Power_management.html ) XLSEMI 上海芯龙半导体有限公司 http://www.xlsemi.com 上海新金桥路 201 号现代通信大厦 501 室 邮编：201206 电话：86-21-50322391 传真：86-21-50322390 [6] XLSEMI 车充系列产品典型应用示意图 1．XL4001 典型应用电路 CFF 33nF R1 R2 VOUT =1.235*(1+R2/R1) Icharge=0.155/Rcs EN FB 4 VIN 7,8 CIN +12V~~24V C1 105 XL4001 6 1,2 SW 3 GND L1 47uH/2A 5 CS D1 IN5821 220uF/50V LOAD COUT 220uF/50V Rcs 2．XL4002 典型应用电路 CFF 33nF R1 R2 VOUT =1.235*(1+R2/R1) Icharge=0.155/Rcs EN FB 4 VIN 7,8 CIN +12V~~24V 220uF/50V C1 105 XL4002 3 GND 6 1,2 SW L1 100uH/2A 5 CS D1 IN5821 LOAD COUT 220uF/50V Rcs XLSEMI 上海芯龙半导体有限公司 上海新金桥路 201 号现代通信大厦 501 室 邮编：201206 电话：86-21-50322391 传真：86-21-50322390 http://www.xlsemi.com 3．XL4101 典型应用电路 CFF 33nF R1 R2 FB 4 VIN 1 CIN +12V~~24V C1 105 XL4101 2 3 GND SW VOUT =1.235*(1+R2/R1) Icharge=0.155/Rcs L1 47uH/3A D1 IN5822 5 CS LOAD COUT 220uF/50V 220uF/50V Rcs 4．XL4102 典型应用电路 CFF 33nF R1 R2 FB 4 VIN 1 CIN +12V~~24V 220uF/50V C1 105 XL4102 3 GND 2 SW VOUT =1.235*(1+R2/R1) Icharge=0.155/Rcs L1 100uH/3A 5 CS D1 IN5822 LOAD COUT 220uF/50V Rcs 编制：李 峰 上海芯龙半导体有限公司 2009-03