新颖IC降低锂电池充电器成本
发布时间:2007/9/10 0:00:00 访问次数:560
摘要:MAX1679/MAX1736采用新颖充电终止控制方案放宽了对电源的要求、使用很少的外部元件,可以使锂电池充电器总体成本下降。这种方案要求的限流电压源可以简单地利用常见的交流电源适配器电路实现。
关键词:充电器
锂离子可充电电池
一、概述
MAX1679和MAX1736改进了锂离子电池充电的完成判定方法,使其对充电电流的调整特性要求大为降低。传统锂电池充电器方案中采用电流渐变方法,使充电电流在锂电池接近充分充电时逐渐下降,以减少充电电流在电池内阻、保护器和引线上形成的电压差,提高电池端电压监测的准确性。这种电流渐变并不是由电池的电化学特性要求的,如果有其他方法确保判断电池已充分充电,就可大大放宽对充电电源的要求。
锂电池充电特性可按预充、正常充电和保持三个阶段描述;充电要求均为充电电流不能超过由具体电池规格决定的上限值。三个充电阶段由电池的空载端电压和电池的内部温度决定。与其他二次电池一样、锂电池也具有较长的电化学响应时间,在短于其响应时间的期间内施加较大的充电电流、或过度充电而导致瞬时过压时不会对电池造成影响。
电池的空载端电压同时用来判断电池是否满充和电池是否安全。由于锂电池的大量储能是在端电压接近其最高允许电压时的充电期间建立的,锂电池充电器设计均试图使空载端电压接近容许的最高电压。同时,由于锂电池的容量较大、过压/欠压时的电化学特性不可逆转,通常要求充电器具有完整、独立的安全保障机制。
二、新颖的锂电池充电控制器
参考图1所示的应用简图,MAX1679/MAX1736需要配合具有电流限制能力的电源以完成其充电功能。
MAX1679/MAX1736在电池电压接近充满时,间歇地关断充电电流并在关断期间检测电池端电压来判定电池是否充满、是否需要终止正常充电而进入保持状态。MAX846A和BQ2057这类充电控制器在电池接近充满时,则利用其外置的调整管将输出电流逐渐降低,但仍在有充电电流的情况下检测电池端电压。MAX1679/MAX1736利用关断后检测的方法改善了电流渐变调整方法,主要表现为以下四个方面:
1. 从系统稳定的角度看,电流渐变型对电池、负载和电源的要求较高
从图2可以看到,等效负载电容在电压稳定环路和在电流稳定环路中起着不同的作用。其一、等效负载电容分别以正比和反比影响电流和电压误差的取样,设计时必须综合考虑双环路的要求。其二、电流调制使得不能利用负载端的电容吸收纹波,要求电流调制前的电源必须有较好的稳压特性和较大的滤波电容;这在MAX1679/MAX1736组成的充电电路中是不需要的。电流渐变型控制器通常要求电流环路和电压环路的环路响应时间不同、并且以电流环路较快,在响应电源或负载快速变化时的行为更象是恒流源,在源端和电池端对系统有较高的要求。
2. 电流渐变型调整管散热问题
电流渐变型充电控制器检测到一个适当的电压、标志已进入可正常充电的状态,正常充电时通过调整管输出恒流对电池充电,调整管将产生压降,耗散与之相关的功率。MAX1679/MAX1736组成的充电电路仅在电池电压低于2.5V时调整输出电流,进入正常充电后、限流电源与电池直通,不存在调整管发热问题。
3. 串联电阻影响充电速度和终止判断
电流渐变型充电控制器在端电压接近设定的
摘要:MAX1679/MAX1736采用新颖充电终止控制方案放宽了对电源的要求、使用很少的外部元件,可以使锂电池充电器总体成本下降。这种方案要求的限流电压源可以简单地利用常见的交流电源适配器电路实现。
关键词:充电器
锂离子可充电电池
一、概述
MAX1679和MAX1736改进了锂离子电池充电的完成判定方法,使其对充电电流的调整特性要求大为降低。传统锂电池充电器方案中采用电流渐变方法,使充电电流在锂电池接近充分充电时逐渐下降,以减少充电电流在电池内阻、保护器和引线上形成的电压差,提高电池端电压监测的准确性。这种电流渐变并不是由电池的电化学特性要求的,如果有其他方法确保判断电池已充分充电,就可大大放宽对充电电源的要求。
锂电池充电特性可按预充、正常充电和保持三个阶段描述;充电要求均为充电电流不能超过由具体电池规格决定的上限值。三个充电阶段由电池的空载端电压和电池的内部温度决定。与其他二次电池一样、锂电池也具有较长的电化学响应时间,在短于其响应时间的期间内施加较大的充电电流、或过度充电而导致瞬时过压时不会对电池造成影响。
电池的空载端电压同时用来判断电池是否满充和电池是否安全。由于锂电池的大量储能是在端电压接近其最高允许电压时的充电期间建立的,锂电池充电器设计均试图使空载端电压接近容许的最高电压。同时,由于锂电池的容量较大、过压/欠压时的电化学特性不可逆转,通常要求充电器具有完整、独立的安全保障机制。
二、新颖的锂电池充电控制器
参考图1所示的应用简图,MAX1679/MAX1736需要配合具有电流限制能力的电源以完成其充电功能。
MAX1679/MAX1736在电池电压接近充满时,间歇地关断充电电流并在关断期间检测电池端电压来判定电池是否充满、是否需要终止正常充电而进入保持状态。MAX846A和BQ2057这类充电控制器在电池接近充满时,则利用其外置的调整管将输出电流逐渐降低,但仍在有充电电流的情况下检测电池端电压。MAX1679/MAX1736利用关断后检测的方法改善了电流渐变调整方法,主要表现为以下四个方面:
1. 从系统稳定的角度看,电流渐变型对电池、负载和电源的要求较高
从图2可以看到,等效负载电容在电压稳定环路和在电流稳定环路中起着不同的作用。其一、等效负载电容分别以正比和反比影响电流和电压误差的取样,设计时必须综合考虑双环路的要求。其二、电流调制使得不能利用负载端的电容吸收纹波,要求电流调制前的电源必须有较好的稳压特性和较大的滤波电容;这在MAX1679/MAX1736组成的充电电路中是不需要的。电流渐变型控制器通常要求电流环路和电压环路的环路响应时间不同、并且以电流环路较快,在响应电源或负载快速变化时的行为更象是恒流源,在源端和电池端对系统有较高的要求。
2. 电流渐变型调整管散热问题
电流渐变型充电控制器检测到一个适当的电压、标志已进入可正常充电的状态,正常充电时通过调整管输出恒流对电池充电,调整管将产生压降,耗散与之相关的功率。MAX1679/MAX1736组成的充电电路仅在电池电压低于2.5V时调整输出电流,进入正常充电后、限流电源与电池直通,不存在调整管发热问题。
3. 串联电阻影响充电速度和终止判断
电流渐变型充电控制器在端电压接近设定的
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