新型高性能鋰離子電池充電器的設計方案

Vch 充電電壓輸入；

SNS 電流撿測電阻連接端；

Vdd 芯片電源端；

Vss 地端；

DATA 數據輸入/輸出端；

LS1與LS2 電流檢測輸入端；

Vin 電池電壓檢測輸入。

3 充電組合電路的保護特性

如圖1所示，應用外接的二只N溝道MOSFET(IRF840)Vp3與Vp4和DS2720芯片來實現對單體鋰離子或鋰聚合物電池安全保護，即可以達到保護電池免受過量充電、過量消耗、過高放電電流以及過高溫度損害等。DS2720具有涓流充電功能，可恢復已深度放電的電池。用主系統軟件還能夠通過DS2720與DS2770芯片的引腳DQ檢測到電池產生故障的原因并由主系統向用戶匯報。

需要指出的是MOSFET管被接在了充電組合電路的高端，位于充電電源和鋰離子電池正端之間。為確保其數據在發生保護性故障或當充電組合電路處于休眠模式時不丟失，最好由鋰離子或鋰聚合物電池直接給DS2770和DS2415供電。否則的話，當MOSFET被關掉時數據將丟失。該DS2720芯片為低功耗,工作狀態耗電僅為12.5μA，靜態消耗電流為1.5μA。

DS2720引腳及其功能如下：

PLS 電池組的正端輸入；

PS 系統(功率)開關檢測輸入，低電平有效；

DQ 數據輸入/輸出；

CP 電量儲存容量；

CC 充電控制輸入；

DC 放電控制輸出。

4 充電與控制

DS2770的功能之一是利用簡單的限流型電源給電池充電，通過控制外部PNP晶體管Vp1(FMMT718型)和Vp2(4403型)，DS2770能以恒定電流給鋰離子或鋰聚合物基的電池組進行均充電，直到電壓上升到工廠設定的4．1V或4．2V限值。然后，它以脈沖充電方式注滿電池。

DS2770還提供了一個輔助的充電終止控制，即當電池溫度超過＋50℃或電池的充電時間超過用戶設定的最大充電時間時均能終止充電。要啟動充電，只需接個限流型電源(最高15V)到Charge source端即可。

5 充電電量計數

DS2770也可用作一個高精度電量計。電流測量通過一個內部的25mΩ檢測電阻實現(見圖2)，其最低分辨率為62.5μA，動態范圍高達±2A的平均電流。

在GSM／CDMA應用中，DS2770可十分容易地跟蹤放電電流，它內部的自動補償功能可在芯片整個工作范圍之內保持測量的精確度,并能對所累加的電流、電壓和溫度進行實時測量，再加上保存于DS2770內EEPROM的電池特性數據，使得主系統處理器能夠精確計算出電量，同時僅消耗很少的系統資源。由于DS2770直接由電池驅動，電量計數信息在電池組被拿開或由于保護性故障電源失效時不會被丟失。

6 實時時鐘RTC

DS2415為主系統提供了一個精度達2分鐘/月的RTC。它需要一個32.768kHz／6pF的外部晶體連接到DS2415的引腳Xl和X2。由于DS2415直接由電池供電，這種結構是其它充電器電路所沒有的。而將DS2415時鐘置于MOSFET管的內側，可以為主系統提供一個高精度保障的時鐘，甚至當主系統電源失去時也可以保持正確的時間信息，免去了在主系統中增加超級電容或紐扣電池作為備用電源的麻煩。

DS2415引腳功能如下：

Vbat 電源輸入腳2.5～5.5V。

7 電池組信息的保存

DS2770含有40字節的EEPROM留給用戶訪問，而DS2720又額外增加了8個字節。電池組制造商可以利用這些空間保存相關的電池組信息，例如電池化學類型，組裝日期，用于電量計數的電池特有信息等，一旦寫入EEPROM將永久鎖定，甚至于當主系統電源丟失和ESD事件發生時仍能保證數據的完整性。此外，每個芯片具有一個唯一的64位序列碼，以便于讓主系統或充電器識別。

8 結語

按此方案實施的高性能鋰電池充電組合電路（充電器）具有較高的性能價格比，即功能優異而成本低廉。