充電電池和單機快速充電器設計

在數碼產(chǎn)品更新?lián)Q代如此快的今天，充電電池已經(jīng)成為當今電子產(chǎn)品的一種標準電源，特別是便攜設備：筆記本電腦、掌上導航儀、手機等。這些產(chǎn)品需要消 耗的功率越來(lái)越大，而可充電電池容量的增長(cháng)速度遠遠不能滿(mǎn)足它們的需求。功耗增長(cháng)的主要原因是設備功能的增強，便攜設備功耗的增大使得用可充電電池要比標 準電池更便宜、更環(huán)保。本文將介紹一種充電電池和單機快速充電器設計方案。

單機鎳氫電池快速充電器

一 塊可充電鎳氫電池的溫度和端電壓隨著(zhù)電池的充電逐步上升，在電池完全充滿(mǎn)后開(kāi)始下降。所以，鎳氫電池充電器的主要任務(wù)是檢測到這個(gè)突變點(diǎn)并中斷充電，或者 從快速充電切換到涓流充電。另外，在充電過(guò)程中對溫度和電壓進(jìn)行連續監控可以提供系統的安全性。DS2711/DS2712充電器具備上述功能。另外，它 們可以單機工作，不需要微控制器或微處理器監控。該系列產(chǎn)品是專(zhuān)門(mén)為單節AA或AAA可充電電池設計的，同時(shí)也適用于串聯(lián)或并聯(lián)的兩節電池。 DS2711采用線(xiàn)性控制結構，DS2712采用開(kāi)關(guān)控制結構。為了最大限度地延長(cháng)工作時(shí)間、節約電池能量，這些充電器有4種充電模式：預充電、快速充 電、浮充和涓流充電。在浮充模式下，電池充滿(mǎn)后充電速率被切換到一個(gè)比較低的速率。

除監控功能外，DS2711/DS2712充電器還帶有內部計時(shí)器，通過(guò)連接到TMR引腳的外部電阻設定最大充電時(shí)間，可將快速充電時(shí)間設置在 0.5到10小時(shí)。浮充時(shí)間已經(jīng)設定為最大充電時(shí)間的一半(0.25到5小時(shí))。由快速充電模式下，如果超過(guò)最大充電時(shí)間，充電器會(huì )從快速充電模式切換到浮充模式，同時(shí)復位計時(shí)器。計時(shí)器開(kāi)始為浮充過(guò)程計時(shí)，如果達到預定的浮充時(shí)間，充電器將從浮充模式切換到涓流模式。

VP1、VP2用于監視電壓，THM1、THM2配合熱敏電阻用來(lái)監測電池的溫度。TMR(計時(shí)器)和RSNS(檢流電阻)用于設定充電時(shí)間和充電電流。DS2711/DS2712的另外一個(gè)特性是可以檢測電池充電故障和堿性原電池。如果發(fā)生這些情況，充電器會(huì )自行關(guān)機。

單機鋰離子電池快速充電器

因為不需要檢測電壓變化率(dV/dt)，鋰離子電池充電器比鎳氫電池簡(jiǎn)單。同時(shí)，由于鋰離子電池對過(guò)充非常敏感，充電器需要一個(gè)精確的4.2V±50mV電源保證恒功率充電。至于鎳氫電池，充電器不僅需要電壓監測，還需要其它監控功能(溫度、計時(shí)等)。

單機鋰離子電池充電器MAX8601內置所謂的Vbatt可控電壓源，它可以在+25℃提供4.2V±0.021V，或在40℃《85℃提供 4.2V±0.034V的精度。當通過(guò)VBATT連接給鋰離子電池充電時(shí)，充電器可以保持恒定輸出功率(圖5)，外部電阻(接SETI引腳)和外部電容(接CT引腳)可以設定充電電流和內部計時(shí)。該充電器還通過(guò)一個(gè)負溫度系數電阻來(lái)監控電池的溫度。

MAX8601充電器的主要優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)外部適配器或USB端口給電池充電。USB端口根據USEL引腳的設置可以提供 100mA、500mA電流。該芯片會(huì )自動(dòng)選擇外部電源(主適配器或USB)。如果兩個(gè)電源同時(shí)存在，它會(huì )選擇主適配器進(jìn)行充電。任何一個(gè)電源都必須能夠提供最小4.5V的電壓。DS2711/DS2712和MAX8601都是單機充電器，它們具有多種監控功能(電壓、電流、溫度、計時(shí)等)，既不需要微控制器監控，也不需要電源浪涌保護，而且提供清晰、簡(jiǎn)單的外部切換。