单节锂离子电池充电器-设计应用

精品文档-下载后可编辑单节锂离子电池充电器-设计应用锂离子电池具有较高的能量重量比和能量体积比、无记忆效应、可重复充电多次、使用寿命较长、价格也越来越低。锂离子电池的这些特点促进了便携式产品向更小更轻的方向发展，使得选用单节锂离子电池供电的产品也越来越多。锂离子电池的不足之处在于对充电器要求比较苛刻，需要保护电路。锂离子电池要求的充电方式是恒流恒压方式，为有效利用电池容量，需将锂离子电池充电至电压，但是过压充电会造成电池损坏，这就要求较高的控制精度。另外，对于电压过低的电池需要进行预充，充电器带有热保护和时间保护，为电池提供附加保护。由此可见实现安全高效的充电控制成为锂离子电池推广应用的瓶颈。针对这些应用特点，ＭＡＸＩＭ开发出一款安全有效的锂离子电池充电器——MAX1679，这款充电器具有很高的充电控制特性和较低的成本，性能价格比较高，是一款理想的单节锂离子电池充电器。１ＭＡＸ１６７９的工作原理和特点ＭＡＸ１６７９外接限流型充电电源和Ｐ沟道场效应管，可以对单节锂离子电池进行安全有效的快充，其特点是在不使用电感的情况下仍能做到很低的功率耗散，采用８脚μＭＡＸ封装。充电控制精度达０．７５％，可以实现预充电，具有过压保护和温度保护功能，长充电时间限制为锂离子电池提供二次保护，ＭＡＸ１６７９的浮充方式能够使电池容量充至。当充电电源和电池在正常的工作温度范围内时，插入电池将启动充电过程；充电结束的条件是平均的脉冲充电电流达到快充电流的１％，或时间超出片上预置的充电时间。ＭＡＸ１６７９能够自动检测充电电源，没有电源时自动关断以减少电池的漏电。启动快充后打开外接的Ｐ型场效应管，当检测到电池电压达到设定的门进入脉冲充电方式，Ｐ沟道场效应管打开的时间会越来越短，充电结束时，ＬＥＤ指示灯将会按１２％的周期闪烁。２MAX1679的工作流程ＭＡＸ１６７９的工作状态流程图如图１所示。２．１初始化充电周期ＭＡＸ１６７９检测到电池和充电电源后将初始化充电周期，充电结束后，如检测到电池电压低于３．８９Ｖ或ＴＨＥＲＭ引脚电压高于１．４Ｖ将重新充电。允许快充的条件是电池电压大于２．５Ｖ且小于充电阈值电压（默认值是４．２Ｖ），而且温度范围为２．５°Ｃ～４７．５°Ｃ，如果温度范围不符，ＭＡＸ１６７９将处于等待状态。电池电压低于２．５Ｖ时，ＭＡＸ１６７９用５ｍＡ的电流预充，防止深度放电的锂离子电池在快充时被损坏甚至发生危险。２．２快充过程快充开始后，ＭＡＸ１６７９打开外接的Ｐ沟道场效应管，充电电流由外部限流型充电电源决定。由于Ｐ沟道场效应管工作在开关状态，并非线性稳压器，所以功耗极小，快充结束的条件是电池电压达到阈值（由ＡＤＪ引脚调节）或充电时间达到预定的快充时间或温度超出安全范围，温度超出工作范围时快充只是暂停，当温度恢复后快充将持续进行。２．３脉冲充电过程多数情况下充电电池达到阈值后便结束快充过程而进入脉冲充电过程，ＭＡＸ１６７９每隔２ｍｓ检测电池电压，电池电压小于阈值时，外部Ｐ沟道场效应管导通，电池电压大于等于阈值时，Ｐ沟道场效应管断开，脉冲充电过程接近结束时，Ｐ沟道场效应管的断开时间大大超过接通时间，达到ＴＳＥＬ管脚设置的周期比（１／６４，１／１２８，１／２５６）后脉冲充电过程结束。２．４充电状态指示ＣＨＧ管脚ＣＨＧ与管脚ＩＮ之间连接ＬＥＤ作为充电状态指示灯，当没有插入电池或电源没有连接或电池电压小于２．２Ｖ时，ＣＨＧ管脚是高阻态，ＬＥＤ不亮；当快充或脉冲充电时，ＬＥＤ亮，在初始化期间或时间超出预定时间，ＬＥＤ按５０％的周期闪烁；当充电状态结束时，ＬＥＤ按１２％的周期闪烁。３典型应用及注意事项图２是一个简单的单节锂离子电池充电器，包括：ＬＥＤ显示、热敏电阻、电流反向保护。ＡＤＪ引脚通过１０ｋΩ的电阻与内部１．４Ｖ的精密基准源相连接，当ＡＤＪ对地没有连接电阻ＲＡＤＪ时，电池充电电压阈值为缺省值：ＶＢＲ＝４．２Ｖ；当需要自行设置充电阈值时，可在ＡＤＪ引脚与ＧＮＤ间接一精度为１％的电阻ＲＡＤＪ，阻值由下式确定：图２电路中，充电阈值为４．１Ｖ，由（１）式得ＲＡＤＪ＝４１０ｋΩ，电阻精度为１％时，产生的系统误差为：ＴＳＥＬ管脚接ＢＡＴＴ或ＡＤＪ或ＧＮＤ将得到不同的快充时间和完整的充电时间。ＴＳＥＬ管脚接ＢＡＴＴ时快充时间为５５分钟，全部充电时间