开关型锂离子电池充电控制器MAX745应用
需要对串联电池数不同的电池组充电时,改变CELL0和CELL1脚的接法,可改变加到电压误差放大器反相输入端的取样电压值,因而可改变充电器的输出电压。
在THM/ SHDN脚与RFE和GND脚之间接入普通电阻和热敏电阻组成的温度取样电路,温度取样信号经放大后加到PWM逻辑电路。当电池组的温度超过一定数值时,PWM逻辑电路通过MOSFET驱动器,关断外接的MOSFET,充电器可停止充电。
充电状态指示脚STATUS可指示充电器处于恒压状态,还是处于恒流状态。
4 实际应用电路
MAX745组成的开关型锂离子电池充电器实际电路如图3所示。该充电器的效率可达90%,充电电压和充电电流可通过外接电阻分压器独立调整。

4.1 电压控制回路
在VADJ脚和REF脚接入电阻分压器,可设定充电电压极限值。REF脚的基准电压为4.2V,VADJ脚电压在0V—4.2V之间变化时,电池充电极限电压变化范围只有±5%。因此,不采用高精度分压电阻,也能满足充电电压精度的要求。分压电阻采用公差为1%的普通电阻,充电电压精度也可达到0.1%以上。电压调整脚VADJ内部接有缓冲器,因此外接分压电阻应具有较大的阻值。当电压调整脚VADJ的电压为UREF/2时,充电电压极限值为4.2V。
电池组充电电压极限值UBATT由下式给出:

式中 n为串联电池组单体电池数;
UREF为基准电压;
UADJ为电压调整脚电压。
根据上式,可算出电压调整脚VADJ的电压UADJ为:

选择R11的阻值(典型值为100k)并按下式计算出R3的阻值:

式中 UREF为4.2V。单体电池数为1、2、3、4。在实际应用中,串联电池组中单体电池数可根据CELL0和CELL1脚的不同接法确定,如表1所列。

在电压回路补偿脚CCV外接串联电阻电容,可以补偿电压调整回路的特性,提高电压控制回路的稳定性。电压取样放大器GMV的输出端接有箝位电路可将输出电压箝位在基准电压的1/4到3/4之间。
4.2 电流控制回路
该充电器的充电电流由电流取样电阻的阻值和充电电流设定脚SETI的电压决定。电流取样放大器检测电流取样电阻两端(CS脚与BATT脚之间)的电压。电流取样放大器的增益为6,SET1脚的电压经缓冲并除以4后,与电流取样放大器输出电压比较,因此SET1接REF脚时,可输出满刻度充电电流,满刻度充电电流IFS由下式决定:

在不改变R1阻值的条件下,为了将充电电流设定在满刻度值以下,可根据下式调整SETI脚的电压:

式中 ICHG为充电电流;
UREF为基准电压;
USETI为SETI脚的电压。
电流回路补偿脚CCI外接的电容器,设定电流反馈回路的主极点。在稳流工作状态下,CCV脚电压箝位在CCI脚电压的80mV以内。这样,当电压设定值改变时,可防止电池电压过冲。同样,在稳压工作状态下,电流设定值改变时,也可防止电池电压过冲。由于CCI和CCV脚电压变化范围约为2V(1.5V到3.5V),所以由电流调整回路转换为电压调整回路时,80mV箝位电压引起的电压过冲可忽略不计。
4.3 充电电流监控
在IBAT脚和GND脚外接一只定标电阻RIBAT,就可监控电池组的充电电流。IBAT是压控电流源的输出电流,该电流由下式决定:

式中 USENSE为电流取样电阻两端的电压(单位为mV),其值由下式给出:

RIBAT两端电压UIBAT由下式计算:

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