蓄电池快速充电控制器MAX713.doc

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1、蓄电池快速充电控制器MAX713/MAX712及其应用广州大学杨汝       摘要：本文介绍了蓄电池及其管理技术的发展，讨论了一种镍镉/镍氢蓄电池快速充电控制器MAX713/MAX712的工作原理，及其线性模式和开关模式两种工作方式，并给出了相应的实验结果。   关键词：蓄电池；快速充电控制器；线性模式；开关模式   引言   近年来，由于用户的要求不断提高及电子技术的不断进步，电池技术及与之相关的电池充电、电池保护电路技术迅速发展。多年来，小型电子系统和设备一直以镍镉电池作为其标准配置。少数较大设

2、备如便携式计算机、高功率无线电设备等则靠密封型免维护铅酸蓄电池供电。其后由于环境问题及对电池要求的提高，新的电池技术得到发展，产生了镍氢电池、可充电碱性电池和锂电池。图1芯片引脚图2芯片结构图   镍氢电池和镍镉电池相比特性相似，但因容量更大，所以近年得到更广泛的应用。当然镍镉电池由于其自然放电率低和低阻抗特性，在以后的一段时间里在一些场合仍将被使用。   在快速充电方面，镍氢电池和镍镉电池也有所不同，镍镉电池被充满时，端电压开始下降，即dv/dt变为负值时，快充电模式应被终止；镍氢电池被充满时，即d

3、v/dt变为零时，快充电模式应被终止。除了对电压检测外，为了保护在电池损坏之前中断快速充电模式，镍氢电池和镍镉电池还以对电池温度的检测作为辅助保护方案。而点滴充电引起的电池温升比较小，不会损坏电池，所以点滴充电的管理对镍氢电池和镍镉电池则比较简单，没有必要终止点滴充电。允许的最大点滴充电电流与环境温度有关，但C/15的充电速率相对于典型应用通常是安全的。图3应用电压坡度充电图4应用温度曲线充电图5应用电池电压检测   MAX713/MAX712是一种镍镉/镍氢蓄电池快速充电控制器，它们的特性相似，差别

4、在于MAX713在检测到dv/dt变为负值时，快充电模式应被终止；MAX712在检测到dv/dt变为零时，快充电模式应被终止。MAX713/MAX712能充电1到16节电池；具有线性或开关模式功率控制，对于线性模式功率控制，蓄电池充电时能同时给蓄电池的负载供电；具有根据电压坡度、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点滴式充电的功能；当不充电时在蓄电池上的最大漏电流为5mA。MAX713/MAX712可以广泛地应用到需要蓄电池提供功率的设备，如笔记本电脑、掌上电脑、手持终端、蜂窝电话和其

5、它手提用户设备等。   工作原理   在图2中，PGM0和PGM1根据蓄电池的不同数目有不同的接法，如果电池数目和PGM0、PGM1的编程数目不符，将使决定快速充电的电压坡度电路失效。根据BATT+、BATT-间的电压和PGM0、PGM1编程的电池数目，可以算出每节电池的电压。如果每节电池的电压低于0.4V，只能点滴充电，直到每节电池的端压大于0.4V，才开始快速充电。温度比较器根据设定的温度上限(THI)、下限(TLD)及当前温度(TEMP)，发出冷或热的信号给控制逻辑，控制逻辑决定快速充电还是点滴

6、充电。PGM2和PGM3根据蓄电池的充电时间不同有不同的接法，从而决定了ΔV，并送给控制逻辑ΔV和充电时间。从V+端连接的POWER-ON-RESET电路可以检测到外电源供电的开始，并将该信号送到控制逻辑。控制逻辑根据接收的所有信息，决定是否快速充电，如果快速充电，它还会送出相应信号到第8脚。   如图3所示，供给外电源前蓄电池已插入。   在时间1，MAX713从蓄电池得到一微小的电压。在时间2，外电源开始供电，从V+端连接电压的POWER-ON-RESET电路可以检测到供电温度的开始。POWER-

7、ON-RESET使MAX713保持在点滴充电的方式，直到每节电池端压大于0.4V，然后开始快速充电。当电池电压坡度为负时，快速充电结束，MAX713恢复到点滴充电。在时间5，外电源被去掉，此时芯片只从蓄电池获取很小的电流。如图4所示，用温度监测充电完成。刚开始电池太凉不能快充(如电池从寒冷的室外拿来)，当电池温度升到合适的值(时间3)，开始快充。当电池的温度超过THI，MAX713恢复到点滴充电(时间4)。   如图5所示，将电池插入一个外电源供电(时间1)。从电池插入后即时间2开始快速充电，输出电压

8、必须小于电池数乘以VLIMIT(VLIMIT=VREF)，一旦大于则转到点滴式充电。如果电池被拿走(时间4)，输出电压恢复到和时间1时相同。图6线性模式的实验电路原理图图7开关模式的实验电路原理图图8 输入12V满载时MOS管栅极波形   应用   MAX713/MAX712有线性模式或开关模式的快速充电电路，线性模式能边充电边供电，而开关模式控制能降低能量损耗。直流输入的电压必须大于6V，并且必须比蓄电池的电压高1.5V(开关式要高2V)，该高出的电压