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锂离子电池充电器集成电路

来源:沃尔德   发布日期:2013-06-17   点击次数:3475

    锂离子电池充电器往往采用外接的插头式电源,或称墙式适配器它内部有降压变压器、全波整流器及滤波电容组成的不稳压的AC/DC变换器。若利用它的限流作用进行快速充电,则充电器电路可大大简化。
    为了满足锂离子电池的充电的要求,性能良好的锂离子电池充电器都由下述几部分组成:
① 电源电路(它由开关电源或线性电源组成),包括恒流源(其精度一般为5%左右)
及恒压源(其精度一般为0.75% ~1%)。
② 电流限制电路(可外设一个电流检测电阻来设定电流限制值)。
③ 电池电压检测电路。
④ 电池温度检测电路。
⑤ 充电器指示电路(一般用LED来指示)。
⑥ 安全定时器电路。
⑦ 基准电压源(高精度)、多个电压比较器及逻辑控制电路、关闭控制电路等。
    充电器所用IC根据电源电路的不同也分为充电器IC及充电控制器IC两种。调整管或开关管做在IC内的为充电器IC,调整管或开关管不做在IC内的为充电控制器IC。
    目前,充电电流较大(1A以上)的、充电电池数量较多(3~4个锂离子电池)的充电器,为提高充电效率,往往采用开关型降压式DC/DC变换器作为电源,其效率一般高于90%,开关管由外设MOSFET来担任。这不仅可减小充电控制器IC的硅片尺寸及简化制造工艺,并且可以减小大电流产生的热量对充电控制器IC的影响。这类充电控制器IC的功能较完善,性能较好。例如,Maxim公司2000年生产的MAX1737、MAX1757、MAX1758的充电电流可编程,最大充电电流可达1.5A(MAX1757/1758),可对3~4节锂离子电池进行充
电。
    若充电器的充电电流较小(充电速率不大于0.5C),且应用于对单节锂离子电池进行充电的场合,则往往采用低压差线性电源组成恒流源及恒压源(或门控式脉冲充电电路),效率虽低一些,但电路较简单,外围元件少,成本较低。

锂离子电池的温度监测与充电状态指示
    BQ2057通过检测TS与VSS引脚之间的电压,实现对锂离子电池组温度的连续监测。通常用热敏电阻作为温度传感器,并通过分压电阻获得检测电压信号,分压电阻的阻值可根据参数计算。BQ2057对温度检测电阻分压获得的电压与内部设定的VTS1和VTS2门限电压进行比较,以决定是否允许充电。由于外部温度检测电压信号和BQ2057内部设定的门限电压均以VCC为参考,所以可保证温度检测电路不受工作电压VCC波动的影响。当把TS引脚连接到VCC或VSS引脚上时,可以禁止BQ2057的充电功能。
    BQ2057通过三态引脚STAT报告当前的充电状态,即充电状态(高电平)、充电完成(低电平)、温度故障或休眠状态(高阻态)。当将STAT引脚与单LED或双LED以反接方式连接时,可实现充电状态的LED指示。也可以将三态引脚STAT与仪器微控制器相连,微控制器通过识别STAT引脚的3种状态实现对锂离子电池原理与充电器的智能管理。

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