可编程快速充电管理芯片MAX712/ MAX713及其应用
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)时系统从快速充电转到涓流充电(时间4),此时电池电压继续下降到一定值后保持不变,电池温度也随之降低。当充电电源从电路中移开后负载和MAX712/MAX713从电池吸收电流(时间5)。为保证电路能准确、可靠地工作,在选择直流充电电源DC时,DC必须大于6V且在线性模式下要求DC必须比电池组最大电压高出至少1.5V(开关模式2V)。
5.2. 利用电池温度充电
图5-2显示了典型的利用电池温度变化控制充电的过程,在本例中电池温度比较低(如刚从寒冷的室外环境拿入室内)。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(因为电池温度低于电压),电池温度逐渐升高(时间2)。当电池温度对应的电压TEMP升高到TLO时,系统自动转入快速充电,此时充电电流保持恒定,电池温度继续升高(时间3)。当电池温度对应的电压TEMP升高到THI时,停止快速充电,又转为涓流充电,电池温度也随之降低(时间4)。
利用温度控制的原理是:通过MAX712/MAX713内部的温度比较器对TEMP的输入电压和TLO、THI设定的电压进行比较,即可控制其充电过程。当TEMP电压低于TLO或高于TTHI时只能涓流充电,反之可进行快速充电。在应用中常用热敏电阻作为温度传感器,并通过分压电阻实现,如图5-3所示。分压电阻的阻值可根据参数计算。
在本例中监测的是电池的相对温升,当T1、T2、T3采用相同特性的热敏电阻时,此温升范围将不随环境温度的影响,如果只监测电池的绝对温度可去掉T2和T3;如允许电池在低温时可快速充电,则需将R5、T3和0.022uF电容去掉,并且将TLO和BATT-相连。
6. 应用实例
《可编程快速充电管理芯片MAX712/ MAX713及其应用(第2页)》