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        開關型鋰離子電池充電控制器MAX745應用

        作者: 時間:2012-03-15 來源:網絡 收藏
         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,又經過箝位電路輸入PWM邏輯電路。該邏輯電路的輸出通過高端和低端MOSFET驅動器控制外接高端和低端MOSFET導通與關斷。電池組電壓達到充電電壓極限值時,充電器進入恒壓狀態。此時改變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。
        需要對串聯電池數不同的電池組充電時,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,溫度取樣信號經放大后加到PWM邏輯電路。當電池組的溫度超過一定數值時,PWM邏輯電路通過MOSFET驅動器,關斷外接的MOSFET,充電器可停止充電。

          充電狀態指示腳STATUS可指示充電器處于恒壓狀態,還是處于恒流狀態。


        4 實際應用電路

          MAX745組成的開關型鋰離子電池充電器實際電路如圖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外接電阻分壓器獨立調整。

        圖3  MAX745組成的鋰離子電池開關型充電器實際電路


        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,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,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。在實際應用中,串聯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,可輸出滿刻度充電電流,滿刻度充電電流IFS由下式決定:


          在不改變R1阻值的條件下,為了將充電電流設定在滿刻度值以下,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。在穩流工作狀態下,CCV腳電壓箝位在CCI腳電壓的80mV以內。這樣,當電壓設定值改變時,可防止電池電壓過沖。同樣,在穩壓工作狀態下,電流設定值改變時,也可防止電池電壓過沖。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,80mV箝位電壓引起的電壓過沖可忽略不計。

        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,該電流由下式決定:

          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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