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可编程快速充电管理芯片MAX712/ MAX713及其应用

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:566

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plastic dip、narrow so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,从涓流充电转到快速充电(低温时)或从快速充电转到涓流充电,以确保电池不受损害。充电状态识别可由输出的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/4 to 4c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:

²vlimit:设置单节电池最大电压,电池组(batt+—batt-)的最大电压em不能超过vlimit×(电池数量n),且vlimit不能超过2.5v,当vlinit接v+时,em=1.65n(v),通常将vlimit与vref连接。
²batt+:电池组正极。
²pgm0:可编程引脚。
²pgm1: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。
²thi: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。
²tlo: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。
²temp:温度传感器输入。
²fastchg:快速充电状态输出。
²pgm2: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.
²pgm3: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。
²cc:恒流补偿输入。
²batt-:电池组负极
²gnd:系统地。
²drv:驱动外围“pnp”。
²v+:分路调节器。v+对batt-电压为+5v,为芯片提供分路电流(5~20ma)。
²ref: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(参见表4-1、4-2)。从表4-1中可以看出,对于max712/max713来说,最大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)

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plastic dip、narrow so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,从涓流充电转到快速充电(低温时)或从快速充电转到涓流充电,以确保电池不受损害。充电状态识别可由输出的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/4 to 4c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:

²vlimit:设置单节电池最大电压,电池组(batt+—batt-)的最大电压em不能超过vlimit×(电池数量n),且vlimit不能超过2.5v,当vlinit接v+时,em=1.65n(v),通常将vlimit与vref连接。
²batt+:电池组正极。
²pgm0:可编程引脚。
²pgm1: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。
²thi: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。
²tlo: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。
²temp:温度传感器输入。
²fastchg:快速充电状态输出。
²pgm2: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.
²pgm3: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。
²cc:恒流补偿输入。
²batt-:电池组负极
²gnd:系统地。
²drv:驱动外围“pnp”。
²v+:分路调节器。v+对batt-电压为+5v,为芯片提供分路电流(5~20ma)。
²ref: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(参见表4-1、4-2)。从表4-1中可以看出,对于max712/max713来说,最大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)

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