電池負端可作為微控制器接地,這就讓電壓、溫度和電流反饋可參考微控制器接地,并能進行單端ADC測量。對于電流反饋而言,正偏移電壓需要引入,而反饋電壓在電池充電時將為負。如圖5所示,電阻R3和R4提供了所需的偏移電壓。
充電算法:這一行為將結束環路。CPU讀取ADC以獲取電壓、充電電流和溫度讀數,并根據充電曲線控制PWM占空比。CPU監控ADC結果與控制PWM的速度取決于環路響應時間和CPU帶寬消耗二者之間如何平衡。
ADC參數和PWM分辨率:ADC分辨率和精確度以及PWM分辨率是在設計電池充電器時應考慮到的重要參數。ADC分辨率定義了輸入電壓測量的精度(這里是指反饋電壓)。PWM分辨率則定義了改變輸出信號占空比的精度,這進而又決定了電流控制電路的輸出電壓。鋰離子電池充電時,電池電壓需要實現準確和高精度的控制。當電池電壓接近充滿狀態時,這一點就顯得尤為重要。可控性取決于ADC分辨率、測量的準確度以及占空比變化的細粒度。
圖5給出了采用賽普拉斯CY8C24x23 PSoC器件實施的充電器架構示例。微控制器與通用數字和模擬模塊配合使用,可配置為特定的電路功能。舉例來說,持續時間模擬模塊可用來實施可編程增益放大器和比較器。開關電容模擬模塊則有多種不同用途,包括濾波器、數模轉換器(DAC)和模數轉換器(ADC) 等。數字基礎模塊可用來實施PWM、計數器、定時器和緩沖器,而數字通訊模塊則可用來實施SPI、UART、IrDA RX和TX等通信接口。此外,該器件還可提供I2C模塊,可用作為主設備或從設備。
圖6所示為單節電池充電器應用的器件資源消耗情況,我們看到還有足夠的數字和模擬模塊能夠實施其它有用的功能,這就為系統提供了更多的集成選項,從而有助于降低系統成本和大小。
圖6:采用PSoC 1 (CY8C24x23)的實施方案