MAX1870簡(jiǎn)介及應用

MAX1870是Maxim公司推出的升／降壓型智能電池充電管理集成電路，可以在電池電壓高于或低于適配器電壓的情況下。用于對2～4節鋰離子電池的充電控制。該器件內嵌有用戶(hù)可編程的8位RISC微控制器內核和多通道數據獲取單元電路、高速SPI接口電路、以及主／從SMBus接口電路，并可實(shí)現對鋰離子電池的電量檢測。

1 MAX1870A概述

MAX1870A芯片具備為L(cháng)i+、NiMH和NiCd電池充電所需的所有功能。它采用高效H橋拓撲結構的DC-DC轉換器來(lái)控制充電電壓和電流。與傳統H橋控制器相比，這種專(zhuān)有的控制方案具有更高的效率，能夠使用更小的電感，并可工作在高于和低于電池電壓的輸入電壓下。MAX1870A內部集成的模擬控制輸入可以限制AC適配器電流、充電電流和電池電壓。而模擬輸出(IINP)則可提供一個(gè)正比于輸入電源電流的輸出電流。

MAX1870A內部還集成了一個(gè)電壓調節環(huán)路(CCV)和兩個(gè)電流調節環(huán)路(CCI和CCS)。其中CCV是電池電壓調節環(huán)路的補償點(diǎn)，CCI和CCS則分別是電池充電電流環(huán)路和供電電流環(huán)路的補償點(diǎn)。MAX1870A可根據系統負載需求來(lái)降低電池充電電流，從而調節適配器電流。

2 MAX1870A的引腳功能

圖1所示是MAX1870A的引腳排列圖，各引腳的功能說(shuō)明如表1所列。



3 MAX1870A的充電設置

3.1 充電電壓的設置

MAX1870A能夠精確地調節充電電壓。它主要利用VCTL的電壓來(lái)調節每節電池的電壓門(mén)限。在0～VREFIN范圍內設置VCTL的電壓，也可以在10％的范圍內調節單節電池的充電電壓，或者將VCTL和LDO互連，以實(shí)現每節電池4.2 V的默認設置。MAX1870智能充電集成電路中的有限范圍調節特性，可有效降低充電電壓對外接電阻容差的敏感度。當利用±1％的電阻來(lái)對基準電壓進(jìn)行分壓并形成VCTL的電平時(shí)，充電電壓的總精度會(huì )優(yōu)于±1％。一般情況下，每節電池的端電壓與電池的化學(xué)成分和結構有關(guān)(具體可咨詢(xún)電池制造商以確定該電壓)，有時(shí)候也可以根據以下公式來(lái)計算電池電壓：


其中，NCELLS表示由CELLS選定的電池數量。VCTL與REFIN上的電壓成比例關(guān)系，因而可在使用電阻分壓器時(shí)提高電路精度。按照表1所列的方法連接CELLS，即可對兩節、三節或四節電池進(jìn)行充電。電池數量一般可由硬件設定，也可由軟件控制。設計時(shí)可由內部誤差信號放大器(GMV)對電壓進(jìn)行調節。在CCV和GND間串聯(lián)一只10 kΩ電阻和一只0.01μF電容，可以對電池電壓環(huán)路進(jìn)行補償。

3.2充電電流的設置

利用ICTL以及CSIP和CSIN之間的電流檢測電阻RS2來(lái)設置最大充電電流。同時(shí)可根據VICTL／VREFIN的比例關(guān)系來(lái)設置電流閥值。一般情況下，可根據以下公式設定電池充電電流：

其中，VCSIT表示滿(mǎn)刻度充電電流閥值(典型值為73 mV)。ICTL的輸入范圍是VREFIN／32到VREFIN。若要關(guān)斷MAX1870A，則可將ICTL強制下拉到VREFIN／100以下。設計時(shí)可通過(guò)內部誤差信號放大器(GMI)來(lái)對電流進(jìn)行調節。在CCI與GND之間連接一只0.01μF的電容可以補償充電電流環(huán)路。

3.3輸入電流門(mén)限的設置

由墻上適配器或其它DC電源輸出的總電流是系統供電電流和電池充電電流之和。當輸入電流超過(guò)預定點(diǎn)時(shí)，MAX1870A會(huì )降低充電電流，以限制流出墻上適配器的電流。隨著(zhù)系統供電電流的增大，可用于充電的電流會(huì )下降。在充電電流降到零后，若系統電流繼續增大，MAX1870A將無(wú)法進(jìn)一步限制墻上適配器的電流。

輸入源電流是MAX1870A的靜態(tài)電流、充電器輸入電流和系統負載電流的總和。與充電電流、負載電流相比，MAX1870A的6mA最大靜態(tài)電流是非常小的。事實(shí)上，可根據以下公式來(lái)確定墻上適配器的實(shí)際電流：