基于RFID技術(shù)的物流供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)的實(shí)施，需要各種RFID讀寫(xiě)設(shè)備。手持式RFID讀寫(xiě)設(shè)備由于其攜帶方便、便于使用的特點(diǎn)，在物流應(yīng)用中占有較大的市場(chǎng)。但是現(xiàn)在市場(chǎng)上大部分手持式RFID讀寫(xiě)設(shè)備的功耗較高，為了延長(zhǎng)其工作時(shí)間，需要采用大容量的鋰電池供電，如何提供一個(gè)鋰電池快速充電的一種方法，這是本文需要探討的一個(gè)問(wèn)題。本文就來(lái)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足RFID手持機(jī)功耗要求的DC-DC變換電路，以及相應(yīng)的鋰電池快速充電電路。

2升壓電路

單節(jié)鋰電池的供電電壓為3.7V，RFID讀寫(xiě)設(shè)備的工作電壓為5V，這樣對(duì)于RFID手持機(jī)就需要一個(gè)升壓電路。

2.1升壓電路的基本原理

常用Boost升壓電路的原理如文獻(xiàn)所示。該電路實(shí)現(xiàn)升壓的工作過(guò)程可以分為兩個(gè)階段：充電過(guò)程和放電過(guò)程。第一個(gè)階段是充電過(guò)程：當(dāng)三極管Q1導(dǎo)通時(shí)，電感充電，等效電路如圖1（a）所示。電源對(duì)電感充電，二極管防止電容對(duì)地放電。由于輸入是直流電，所以電感上的電流首先以一定的比率線性增加，這個(gè)比率與電感大小有關(guān)。隨著電感電流增加，電感中儲(chǔ)存了大量能量。

第二階段是放電過(guò)程：當(dāng)三極管Q1截止時(shí)，電感放電，等效電路如圖2（b）所示。當(dāng)三極管Q1由導(dǎo)通變?yōu)榻刂箷r(shí)，由于電感的電流保持特性，流經(jīng)電感的電流不會(huì)在瞬間變?yōu)?，而是緩慢的由充電完畢時(shí)的值變?yōu)?。而原來(lái)的通路已斷開(kāi)，于是電感只能通過(guò)新電路放電，即電感開(kāi)始給電容充電，電容兩端電壓升高，此時(shí)電容電壓可達(dá)到高于輸入電壓的值。

2.2升壓電路的設(shè)計(jì)

升壓電路采用立锜科技的RT9266B高效率DC-DC升壓芯片，RT9266B具有功耗低、靜態(tài)電流小、轉(zhuǎn)換效率高、外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。芯片內(nèi)帶有自適應(yīng)的PWM控制環(huán)、誤差放大器、比較器等，通過(guò)外接反饋電路，能夠?qū)⑤敵鲭妷涸O(shè)置為需要的任何幅值，具有很高的電壓精度。電路圖如圖2所示。

從圖2可知升壓電路通過(guò)外接10uH電感儲(chǔ)能，利用反饋電阻R1與R2控制升壓電路的輸出電壓，利用RT9266B內(nèi)部自待的PWM控制器控制NMOS管的導(dǎo)通與截止，來(lái)控制升壓電路的輸出電流。由于該芯片內(nèi)部具有自適應(yīng)的PWM控制器，能夠適應(yīng)較大的負(fù)載變化范圍。

用該升壓電路將3.7V2000mAh聚合物鋰電池升壓至5V時(shí)，輸出電壓紋波只有40mV，最大輸出電流可達(dá)500mA。

3充電電路

3.1鋰電池充電電路的基本原理

鋰電池的充電過(guò)程可分為三個(gè)階段：預(yù)充電、恒流充電和恒壓充電。當(dāng)鋰電池的電壓低于最小充電電壓，則首先進(jìn)入預(yù)充電階段，以微小電流（通常取標(biāo)準(zhǔn)電流的10%）給電池充電，直至電池電壓達(dá)到最小充電電壓。此階段的預(yù)充電能夠防止鋰電池在過(guò)放后直接以大電流恒流充電造成的損壞。當(dāng)電池電壓高于最小充電電壓時(shí)，充電進(jìn)入恒流充電階段。通常恒流充電電流取為0.5C（C為鋰電池的容量）。當(dāng)鋰電池的電壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電壓時(shí)，進(jìn)入恒壓充電狀態(tài)，充電電流不斷減小，直至電流減小至100mA，充電完成。

可知升壓電路通過(guò)外接10uH電感儲(chǔ)能，利用反饋電阻R1與R2控制升壓電路的輸出電壓，利用RT9266B內(nèi)部自待的PWM控制器控制NMOS管的導(dǎo)通與截止，來(lái)控制升壓電路的輸出電流。由于該芯片內(nèi)部具有自適應(yīng)的PWM控制器，能夠適應(yīng)較大的負(fù)載變化范圍。

用該升壓電路將3.7V2000mAh聚合物鋰電池升壓至5V時(shí)，輸出電壓紋波只有40mV，最大輸出電流可達(dá)500mA。