ctw用MAX712芯片自制的充电器tyi

ctw用MAX712芯片自制的充电器tyi 用MAX712芯片自制的充电器 一、线路图: 1、rsense电阻取1欧姆时。充电电流为250MA，0.5欧姆时，电流为520MA，2N6109用TIP42代替，RSHUNT电阻为限流电阻，大约1K，其他参数如图。 转绢流后充电电流是原来的1/8还是1/16取决于PGM3脚的接法: Rsense电阻两端的电压(mV) PGM3=V+ 3.9 PGM3=OPEN 7.8 PGM3=REF 15.6 PGM3=BATT- 31.3 使用这个电压除以Rsense电阻值就是绢流电流。上面电压值是典型值，以实际电压为准，参考英文的说明书中电气参数表。 2、PGM3和PGM2是对最长快充时间编程的，但是这个时间是和充电率有关的阿，不是孤立的看。 注意看一下，在PGM3脚接V，的时候，对应的充电率是4C，此时的充电时间配合PGM2的接法有2种,22和33分钟。因为你使用的是4C的电流充电，按照充电时间的估算(1/4)*1.4*60=21分钟，所以就得按照表中的接法设置为22分钟，如果是按照2C和4C之间的电流充电，比如说是3C，那充电时间就是(1/3)*1.4*60,28分钟，那就得按照33分钟的接法来连接PGM3和PGM2脚。但此时3C和4C充电时PGM3脚都是接V+,按照说明书中的表可知此时的绢流是Ifast/64，即此集成电路的实际人员认为如果按照4C的充电率充电的话，4C/64的电流是安全的绢流电流，不存在过大的问题。 总之充电时间是和你选择的充电率有关的，不是孤立的，所以定下了充电率也就定下了绢流的大小。我上面提供的电压值是在非 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 充电率下计算绢流大小的计算方法。你可是自己选择充电率计算一下就知道了 3、充电电流的大小是跟电池的容量有关的，假如我们要对500mAh的电池充电，那充电电流如果是500mA的话，就是1C的充电电流，充电时间是1×1.4×60,84分钟，那PGM3和PGM2都得接REF脚(定时90分钟)，此时因为PGM3接的是REF所以绢流是500mA/16=31.25mA,这个电流并不大。 如果采用1A的电流充电，那就是2C的充电速率，此时的充电时间大约是(1/2)*1.4*60=42 分钟，那PGM3,open，PGM2,REF(定时45分钟)，此时因为PGM3是open所以绢流是1000mA/32=31.25mA,还是31.25mA不变。 所以对于给定容量的电池，它的绢流电流大约是固定的，不是你充电的电流大绢流就大了，因为提高电流的同时充电率也大了，此时的绢流计算方法也就变了。至于/8还是/16不是固定的，是跟充电率有关的。 介绍了一种新型镍镉电池快速充电器专用集成电路MAX712的原理，并给出了使用该芯片 所构成的镍镉电池快速充电器的实际应用电路。 关键词:MAX712 镍镉电池 快速充电 涓流充电 镍镉电池属碱性电池的一种，它体积小、容量大、输出电压平稳、坚固耐用，已被广泛应用于计算机及通信领域。对镍镉电池充电有两种方法:一是快速充电，即在尽量短的时间内用恒定的大电流将电池充足电;另一种是涓流充电，就是长时间用小电流对处于备用状态的电池进行充电，以补偿其因自行放电而造成的能量损失，使之总保持电量充足的最佳状态。 MAX712是MAXIM公司生产的镍镉电池快速充电器专用集成电路具有多种可编程功能，可实现充电过程自动化，充电时间短、效率高，使用方便灵活。 1 MAX712的结构与性能特点 1.1 MAX712的内部结构 图1是MAX712的内部结构框图，主要包括:定时器、电压斜率检测器(内含A/D转换器)、+5V并联式稳压器、上电复位电路(R1、C0反相器F)、控制逻辑、电流和电压调节器(内含电流比较器和电压比较器)、电池电压比较器、温度比较器(过温度比较器、欠温度比较器)、2.0V基准电压源、N沟道MOS场效应管。 1.2 引脚功能 MAX712采用DIP16封装，各管脚功能如下: BATT+、BATT---接镍镉电池的正、负端; V+--内部+5V并联稳压器的引出端，该端相对于BATT-为+5V，电源电流最小值为5mA; VLIMIT--用于设定BATT+~BATT-之间的最大电池电压EM。设电池个数为N，此端接V+时，EM=1.65N，单位为V;接Vref端时，EM=VLIMIT×N，单位为V，并且VLIMIT应小于+2.5V; Vref--内部2.0V基准电压源的输出端，可提供1mA的输出电流; PGM0、PGM1--电池电压比较器输入端，用于设置串联电池的数目N; PGM2、PGM3--内部定时器引出端，用于设定快速充电时间tFAST; T--由负温度系数热敏电阻Rt检测到的与温度成正比的热敏电压输入端TH、TL--分别为过温度比较器和欠温度比较器的阈值输入端 --漏极开路的快速充电逻辑电平输出端(负逻辑)，外接上拉电阻。在快速充电时此端为低电平;在快速充电结束或转入涓流充电时此端变成高电平 CC--电流环路的补偿端。在CC与TABB-之间接补偿电容 DRV--驱动外部PNP管的引出端 GND--公共地。 1.3 主要特点 采用零电压斜率检测技术。对1~16节串联的镍镉电池，能以C/3~C速率的大电流快速充电，也能以C/16的速率进行涓流充电(镍镉电池的额定容量用A?H安时表示，如果某电池额定容量为1A?h 若以1A电流充电，充电时间为1h，则称为1C速率充电); 可编程。可以编程设定充电电池数量(1~16节电池串联)、充电时间(22~264min)、涓流充电电流的大小。只需改变相应管脚的接法，即可实现编程; 部电阻可设定快速充电电流IFAST; 内含电压斜率检测器、温度比较器、定时器。根据电压斜率、电池温度或充电时间的检测结果，可判断电池是否已充好电。一旦充好，就立即从快速充电自动切换到涓流充电，确保电池不受损害; 静态功耗低，充电效率高，不充电时最大静态电流仅为5μA。 2 编程方法 2.1 电池数的编程方法 将PGM0、PGM1分别接V+、Vref、BATT-端或开路时，即可对充电电池数(1~16节)进行编程，见表1。 2.2 速充电时间及涓流充电电流的编程方法 将PGM2、PGM3接V+、Vref、BATT-或开路时，可在22~264min之内设定充电时间tFAST，见表2。 PGM3端还设定了从快速充电切换到涓流充电时，涓流充电电流ITR的大小，见表3。 3 镍镉电池快速充电器的实现 由MAX712构成的镍镉电池快速充电器电路如图2所示。 要利用所示电路对3节AA型1A?h镍镉电池充电，选择快速充电时间Tfast=90min。查表可知，应将PGM0端接V+，PGM1端接Vref;PGM2、PGM3可接Vref。VDC为电源输入端，它的电压分3V、4.5V、6V、9V、12V、15V、18V等规格，输入电流分150mA、200mA、300mA、450mA、500m,、750mA、800mA、1000mA等规格。在本电路中，VDC=9V，输入电流为800mA。C1为输入端滤波电容，R1是限流电阻。设VDC的最小电压为VDCmin，内部并联式稳压器的电压为5V，用R1将V+0的最小电源电流限定为5mA，R1的计算公式为: R1= 设IFAST=1A时，VDCmin=6V 则R1=200Ω，VDC经R1对C2充电;当VC2=V+=+5V时开始快速充电。要求C2?0.5μF，现取1μF。C3是补偿电容，规定C3?5000pF，现取0.01μF。VT为2N6109型PNP型功率管，其主要参数为:VCBO=80V，ICM=7A，PCM=40W，R2是基极偏置电阻。VD是阻塞二极管，可防止DRV端的导通电流影响VT的正常偏置，它选用1N4001型1A/50V的塑封硅整流管。RS为检测电阻，用来设定快速充电电流IFAST值。因为BATT-与GND之间的电压差为0.25V，故 RS=0.25/IFAST。当IFAST=1A时，RS=0.25Ω，负温度系数的热敏电阻RT1、RT2采用13A1002型。该电路在快速充电、涓流充电时的充电电流分别为1A、1A/16=62.5mA，充电速率分别为C、C/16。 4 MAX712的充电曲线分析 图3是实测的由MAX712构成的镍镉电池快速充电器的充电曲线，充电过程分5个阶段，见图3。 通电前，MAX712只从电池上汲取极少的电能，对应于阶段1，充电电流为μA级。在MAX712接通电源而它的上电复位信号到来之前，电池处于涓流充电状态(阶段2)，充电电流为mA级。当复位信号到来时，只要EM/N,0.4V(0.4V为欠压锁定电压)，就转入快速恒流充电，此时充电电压迅速升高而充电电流很快保持恒定(阶段3)，充电电流为A级。判断快速充电结束有两种方法:(1)根据电压斜率判断。MAX712内部A/D转换器(量程1.65V，分辨率2.5Mv)在经过两次连续采样后得到V1、V2的值，可比较出电池电压的变化斜率，只要V1=V2，说明斜率为零，就从快速充电切换到涓流充电(阶段4)。(2)根据温度判断，如图4所示。 使用两只负温度系数的热敏电阻，其中RT1与被充电电池表面相接触，以检测电池是否超过温度上限TH，RT2用于感知环境温度。当T,TH时温度比较器翻转，快速充电结束。关断电源后进入阶段5，充电电流又降到零。 使用MAX712实际设计的镍镉电池快速充电器充电时间短、充电效率高，克服了普通镍镉电池充电器功能单一、充电电流无法调整、充电时间长且效率低的缺点，取得了良好的使用效果。 可编程镍氢电池快速充电器 摘 要 介绍了一种新型智能镍氢电池快速充电器专用集成电路MAX712的原理， 并绘出了使用该芯片所构成的镍氢电池快速充电器的实际应用电路。 MAX712 镍氢电池 快速充电 涓流充电 本文介绍MAXIM公司生产的可编程电池充电管理芯片MAX712/MAX713，利用MAX712/MAX713系列芯片及简单外围电路可设计低成本的 单多节镍氢电池或镍镉电池充电器，非常适用于便携式电子仪器的紧凑设计。本文将在介绍MAX712/MAX713芯片的特点、功能的基础上，给出典型充电 电路的设计方法及应用该充电芯片设计便携式仪器的体会。 关键词:MAX712/MAX713、电压梯度、快速充电、涓流充电 1.引言 MAX712/MAX713系列是MAXIM公司生产的快速充电管理芯片，MAX712/MAX713芯片适合1,16节镍氢电池或镍镉电池 的充电需要，同时根据不同的应用提供了PlasticDIP、NarrowSO和DICE几种可选封装形式，利用该芯片设计的充电器外围电路及其简单，非 常适合便携式电子产品的紧凑设计需要。MAX712/MAX713可通过简单的管脚电压配置进行编程，实现对充电电池支数和最大充电时间的控制，内部集成 的电压梯度检测器、温度比较器、定时器等控制电路，根据电压梯度、电池温度或充电时间的检测结果，自动控制充电状态，从涓流充电转到快 从快速充电转到涓流充电，以确保电池不受损害。充电状速充电(低温时)或 态识别可由输出的LED指示灯或与主控器接口实现，具有自动从快速充电转为涓流充电、低功耗睡眠等特 性。快速充电速率从C/4to4C可设定，涓流充电速率为C/16。 2.功能特性 MAX712/MAX713的特性相似，差别在于MAX712在检测到dv/dt变为零时终止快速充电模式，而MAX713是在检测到 dv/dt变为负时终止快速充电模式;MAX712/MAX713都能充电1,16节，具有线性或开关模式功率控制，对于线性模式，在蓄电池充电时能同时 给蓄电池的负载供电;具有根据电压梯度、温度或时间三种方式截止快速充电，并自动从快速充电转到涓流充电;当不充电时在蓄电池上的最大漏电流仅5mA。 3.器件封装及型号选择 MAX712/MAX713的引脚功能描述如下: ? VLIMIT:设置单节电池最大电压，电池组(BATT+—BATT,)的最大电压Em )，且VLIMIT不能超过2.5V，当VLINIT接V+不能超过VLIMIT×(电池数量n 时，Em=1.65n(V)，通常将VLIMIT与VREF连接。 ? BATT+:电池组正极。 ? PGM0:可编程引脚。 ? PGM1:可编程引脚。通过对PGM0和PGM1脚电压的设定可设置充电电池的的数量，从1,16。 ? THI:温度比较器的上限电压。当TEMP电压大上升到THI时，快速充电结束。 ? TLO:温度比较器的下限电压。充电初始，当TEMP电压低于TLO时快速充电被禁止，直到TEMP电压高于TLO。 ? TEMP:温度传感器输入。 ? FASTCHG:快速充电状态输出。 ? PGM2:可编程引脚。通过对PGM2和PGM3脚电压的设定可设置快速充电的最大允许时间，从33min,264min. ? PGM3:可编程引脚。除设定最大允许时间外，还可设定快速充电和涓流充电的速率。 ? CC:恒流补偿输入。 ? BATT,:电池组负极 ? GND:系统地。 ? DRV:驱动外围“PNP”。 ? V+:分路调节器。V+对BATT,电压为+5V，为芯片提供分路电流(5,20mA)。 ? REF:参考电压输出2V。 4.编程应用 4.1.电池数量的设定 在应用中MAX712/MAX713提供可编程引脚PGM0和PGM1，通过对两者采取不同的电压连接方式即可设置充电电池数量(见图4- 1)，1,16节。而实际充电电池的数量也必须与由PGM0和PGM1编程确定的数量一致，否则利用电压梯度检测充电功能将可能失去意义。 4.2.充电速率及时间的设定 通过对PGM2和PGM3引脚的编程电压设置可设定电池的充电速率和充电时间 -1、4-2)。从表4-1中可以看出，对于 MAX712/MAX713来说，最大(参见表4 允许快速充电时间为264分钟，因此其最小充电速率将不能低于C/4。快速充电电流可按以下公式计算: 而涓流充电电流ITRICKLET一般为C/16，ITRICKLET与IFAST的关系如表4-3所示。此外，鉴于电池本生的固有特性(将 电能转化为化学能存储)，充电时间效率通常在80%左右，即，当以C/2速率充电时，理论上充电时间为2小时，而实际时间通常为2小时30分钟左右。 5.工作原理 5.1.利用电压梯度充电 图5-1反映了利用电压梯度控制快速充电的全过程。在时间1内，MAX712/MAX713从电池吸收很小的电流(5mA左右)，当接通充电 电源后，开始对电池以C/16的速率进行涓流充电(因为电池电压低于0.4V)，电池电压开始上升(时间2)。当单节电池电压上升到0.4V以后，快速充 电正式开始(时间3)，电池电压和电池温度持续上升，充电电流保持在设定值不变。当电池电量达到额定值后，电池组电压开始下降，即dv/dt为零 (MAX712)或为负值(MAX713)时系统从快速充电转到涓流充电(时间4)，此时电池电压继续下降到一定值后保持不变，电池温度也随之降低。当充 电电源从电路中移开后负载和MAX712/MAX713从电池吸收电流(时间5)。为保证电路能准确、可靠地工作，在选择直流充电电源DC时，DC必须大 于6V且在线性模式下要求DC必须比电池组最大电压高出至少1.5V(开关模式2V)。 5.2.利用电池温度充电 图5-2显示了典型的利用电池温度变化控制充电的过程，在本例中电池温度比较低(如刚从寒冷的室外环境拿入室内)。在时间1内， MAX712/MAX713从电池吸收很小的电流(5mA左右)。当接通充电电源后，开始对电池以C/16的 速率进行涓流充电(因为电池温度低于电压)， 电池温度逐渐升高(时间2)。当电池温度对应的电压TEMP升高到TLO时，系统自动转入快速充电，此时充电电流保持恒定，电池温度继续升高(时间3)。 当电池温度对应的电压TEMP升高到THI时，停止快速充电，又转为涓流充电，电池温度也随之降低(时间4)。 利用温度控制的原理是:通过MAX712/MAX713内部的温度比较器对TEMP的输入电压和TLO、THI设定的电压进行比较，即可控制 其充电过程。当TEMP电压低于TLO或高于TTHI时只能涓流充电，反之可进行快速充电。在应用中常用热敏电阻作为温度传感器，并通过分压电阻实现，如 图5,3所示。分压电阻的阻值可根据参数计算。 在本例中监测的是电池的相对温升，当T1、T2、T3采用相同特性的热敏电阻时，此温升范围将不随环境温度的影响，如果只监测电池的绝对温度 可去掉T2和T3;如允许电池在低温时可快速充电，则需将R5、T3和0.022uF电容去掉，并且将TLO和BATT-相连。 6.应用实例 图6-1所示，由MAX713构成的10节1.2V2000mAh的镍氢电池充电电路，它利用的是电压梯度监测充电，选择直流充电电源DC为 16,24V;快速充电时间为264分钟，快速充电电流为IFAST=500mA;涓流充电电流 ITRICKLET=IFAST/8=500/8= 62.5Ma。图示C1、C6为滤波电容，R1为限流电阻，设Dcmin=15V，用R1将V+端的电流限定在5,20mA范围内， 涓流充电或停止充电时LED熄灭。 在一般应用中，当充电电池数量超过5,6节或充电电压比较高时，为了减小器 (参考图6-2)，鉴于在本应用中要求在充电期件发热，应考虑采用开关模式 间同时还要对电池的负载供电，因此只能采用线性模式，而采用减小充电电流来控制器件的发热，但在设计中还需 考虑Q1和Q2的散热问题，如增加散热片面积等。 7(结束语 本文介绍的采用MAX713芯片设计的12V镍氢电池组充电电路比较简单适用，整个充电过程及状态显示均由MAX713单独实现，整个电源管 理模块简单可靠，只是由于电池组数量较多而且又只能采用线性模式，因此对于Q1、Q2有一定的发热量，但通过加装散热器后得到了改善，现该电路已经在国内 某便携式测量仪器中广泛应用，工作稳定可靠。