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開(kāi)關(guān)型鋰離子電池充電控制器MAX745應用
作者：
時(shí)間：2012-03-15
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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該器件內部在BATT腳與GND腳之間接有電壓取樣電路。取樣電壓加到電壓誤差放大器GMV的反相輸入端，與加在同相端的基準電壓比較并放大后，又經(jīng)過(guò)箝位電路輸入PWM邏輯電路。該邏輯電路的輸出通過(guò)高端和低端MOSFET驅動(dòng)器控制外接高端和低端MOSFET導通與關(guān)斷。電池組電壓達到充電電壓極限值時(shí)，充電器進(jìn)入恒壓狀態(tài)。此時(shí)改變PWM脈沖的寬度，可使充電電壓穩定不變。為了提高充電電壓的穩定性，可在CCV腳外接阻容元件，以便補償電壓誤差放大器的特性。
需要對串聯(lián)電池數不同的電池組充電時(shí)，改變CELL0和CELL1腳的接法，可改變加到電壓誤差放大器反相輸入端的取樣電壓值，因而可改變充電器的輸出電壓。
在THM/ SHDN腳與RFE和GND腳之間接入普通電阻和熱敏電阻組成的溫度取樣電路，溫度取樣信號經(jīng)放大后加到PWM邏輯電路。當電池組的溫度超過(guò)一定數值時(shí)，PWM邏輯電路通過(guò)MOSFET驅動(dòng)器，關(guān)斷外接的MOSFET，充電器可停止充電。
充電狀態(tài)指示腳STATUS可指示充電器處于恒壓狀態(tài)，還是處于恒流狀態(tài)。
4 實(shí)際應用電路
MAX745組成的開(kāi)關(guān)型鋰離子電池充電器實(shí)際電路如圖3所示。該充電器的效率可達90％，充電電壓和充電電流可通過(guò)外接電阻分壓器獨立調整。
圖3 MAX745組成的鋰離子電池開(kāi)關(guān)型充電器實(shí)際電路
4.1 電壓控制回路
在VADJ腳和REF腳接入電阻分壓器，可設定充電電壓極限值。REF腳的基準電壓為4.2V，VADJ腳電壓在0V—4.2V之間變化時(shí)，電池充電極限電壓變化范圍只有±5％。因此，不采用高精度分壓電阻，也能滿(mǎn)足充電電壓精度的要求。分壓電阻采用公差為1％的普通電阻，充電電壓精度也可達到0.1%以上。電壓調整腳VADJ內部接有緩沖器，因此外接分壓電阻應具有較大的阻值。當電壓調整腳VADJ的電壓為UREF/2時(shí)，充電電壓極限值為4.2V。
電池組充電電壓極限值UBATT由下式給出：
式中 n為串聯(lián)電池組單體電池數；
UREF為基準電壓；
UADJ為電壓調整腳電壓。
根據上式，可算出電壓調整腳VADJ的電壓UADJ為：
選擇R11的阻值（典型值為100k）并按下式計算出R3的阻值：
式中 UREF為4.2V。單體電池數為1、2、3、4。在實(shí)際應用中，串聯(lián)電池組中單體電池數可根據CELL0和CELL1腳的不同接法確定，如表1所列。
在電壓回路補償腳CCV外接串聯(lián)電阻電容，可以補償電壓調整回路的特性，提高電壓控制回路的穩定性。電壓取樣放大器GMV的輸出端接有箝位電路可將輸出電壓箝位在基準電壓的1/4到3/4之間。
4.2 電流控制回路
該充電器的充電電流由電流取樣電阻的阻值和充電電流設定腳SETI的電壓決定。電流取樣放大器檢測電流取樣電阻兩端（CS腳與BATT腳之間）的電壓。電流取樣放大器的增益為6，SET1腳的電壓經(jīng)緩沖并除以4后，與電流取樣放大器輸出電壓比較，因此SET1接REF腳時(shí)，可輸出滿(mǎn)刻度充電電流，滿(mǎn)刻度充電電流IFS由下式?jīng)Q定：
在不改變R1阻值的條件下，為了將充電電流設定在滿(mǎn)刻度值以下，可根據下式調整SETI腳的電壓：
式中 ICHG為充電電流；
UREF為基準電壓；
USETI為SETI腳的電壓。
電流回路補償腳CCI外接的電容器，設定電流反饋回路的主極點(diǎn)。在穩流工作狀態(tài)下，CCV腳電壓箝位在CCI腳電壓的80mV以?xún)?。這樣，當電壓設定值改變時(shí)，可防止電池電壓過(guò)沖。同樣，在穩壓工作狀態(tài)下，電流設定值改變時(shí)，也可防止電池電壓過(guò)沖。由于CCI和CCV腳電壓變化范圍約為2V（1.5V到3.5V），所以由電流調整回路轉換為電壓調整回路時(shí)，80mV箝位電壓引起的電壓過(guò)沖可忽略不計。
4.3 充電電流監控
在IBAT腳和GND腳外接一只定標電阻RIBAT，就可監控電池組的充電電流。IBAT是壓控電流源的輸出電流，該電流由下式?jīng)Q定：
式中 USENSE為電流取樣電阻兩端的電壓（單位為mV），其值由下式給出：
RIBAT兩端電壓UIBAT由下式計算：
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