【应用】小蜜蜂MCU助力电动自行车充电器提高充电效率和延长电池寿命

时间： 2019-07-27 来源：世强作者：飞翔

技术问答

SILICON LABS推出EFM8BB1/EFM8BB2/EFM8BB3系列MCU以集成度高、体积小、低功耗和优越的节电模式等特点成为嵌入式系统和便携式设备使用的理想选择。为了方便携带和易于使用，在充电电路中，使用一个具有固定功能的集成电路（IC）就可以对充电电流/电压进行有效的控制。 EFM8BB系列MCU高性能模拟集成特性使设计者利用ADC/DAC做充放电监控管理，提升充电效率和安全性；只需再配合使用几个廉价的外围器件就能实现在充电控制的功能。此方案适用于多并多串锂电池组使用，目前应用于电动自行车充电控制器。

图1：EFM8BB在充电器模块图

在电动自行车充电器的应用中最佳充电方式要经过以下三个阶段：

1）低电流阶段。

2）连续电流阶段。

3）连续电压阶段/充电终止

DAC输出（或者PCA的脉宽调制输出）是用来控制充电电压和电池之间的晶体管的。对充电电流的监控是通过读取精密电阻器（如上图1）的不同电压来实现的。电池的电压和温度也同样被监控。

关键点：

1）高性能的12位ADC为充电电压提供更精确的监控（防止过量充电），最大程度提高充电效率和延长电池寿命。

2）片内参考电源提供准确且稳定的驱动电压从而在RTD（电阻式温度检测器）上，就能检测出电池温度。

图2：快速转换器充电示意图

技术性能简介

1）该方案有完善的过流、过压以及超温保护。有充放电监控管理，提升充电效率和安全性；是充电控制器的理想选择。本方案的硬件组成充电器模块图如图1。

2）控制器的充电输入电压：DC45V，输入电流：2.5A。

3）充电模式：恒流恒压。

4）锂电池组充电电压：42.5±0.5V 8.充电充满条件。

5）单片机特性

该方案采用的单片机集成度高，资源丰富。与其它类型的单片机相比，所需要外加的外围电路少，结构简洁。EFM8BB1/EFM8BB2/EFM8BB3系列MCU 为高速、低功耗、模数混合信号系统级（SOC）型单片机，集成度高，功能强。除了高达25MHz的内核速率、2-64KB的闪存，该系列MCU还可在小至3mm x 3mm的封装内提供一系列高性能外设，包括高分辨率的12位ADC、高速的12位数模转换器（DAC）、低功耗比较器、内置基准电源、增强了吞吐量的通信外设和内部振荡器。这种非凡的单芯片集成设计消除了对分立模拟元器件的需求，同时缩减了系统成本和电路板占用空间。宽工作温度范围：－40℃～＋125℃。高集成模数转换器，采用分立元件，电路易受噪音干扰和可能增加成本。如果选择带ADC的MCU可以很好解决问题，EFM8BB1/EFM8BB2/EFM8BB3系列 MCU可提供真正的10位800ksps或12位200ksps的ADC实时采样，测量当前电流、电压、和温度等。

相关技术文档：

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全部评论（5）

红绿蓝 Lv4. 资深工程师 2018-09-04

学习了
MarsSu Lv4. 资深工程师 2017-12-28

学习
Paulwang Lv8. 研究员 2017-12-19

不错，学习一下
独一无二No1 Lv7. 资深专家 2017-08-29

小蜜蜂性能真好！
BATI Lv7. 资深专家 2017-08-26

绝对好产品

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