充電電池和單機快速充電器設計

在數碼產品更新換代如此快的今天，充電電池已經成為當今電子產品的一種標準電源，特別是便攜設備：筆記本電腦、掌上導航儀、手機等。這些產品要消耗的功率越來越大，而可充電電池容量的上升速度遠遠不能滿足它們的需求。功耗上升的重要原因是設備功能的增強，便攜設備功耗的增大使得用可充電電池要比標準電池更便宜、更環保。本文將介紹一種充電電池和單機快速充電器設計方法。

單機鎳氫電池快速充電器

一塊可充電鎳氫電池的溫度和端電壓隨著電池的充電逐步上升，在電池完全充滿后開始下降。所以，鎳氫電池充電器的重要任務是檢測到這個突變點并中斷充電，或者從快速充電切換到涓流充電。另外，在充電過程中對溫度和電壓進行持續監控可以供應系統的安全性。DS2711/DS2712充電器具備上述功能。另外，它們可以單機工作，不要微控制器或微處理器監控。該系列產品是專門為單節AA或AAA可充電電池設計的，同時也適用于串聯或并聯的兩節電池。DS2711采用線性控制結構，DS2712采用開關控制結構。為了最大限度地延長工作時間、節約電池能量，這些充電器有4種充電模式：預充電、快速充電、浮充和涓流充電。在浮充模式下，電池充滿后充電速率被切換到一個比較低的速率。

除監控功能外，DS2711/DS2712充電器還帶有內部計時器，通過連接到TMR引腳的外部電阻設定最大充電時間，可將快速充電時間設置在0.5到10小時。浮充時間已經設定為最大充電時間的一半(0.25到5小時)。由快速充電模式下，假如超過最大充電時間，充電器會從快速充電模式切換到浮充模式，同時復位計時器。計時器開始為浮充過程計時，假如達到預定的浮充時間，充電器將從浮充模式切換到涓流模式。

Vp1、Vp2用于監視電壓，THM1、THM2配合熱敏電阻用來監測電池的溫度。TMR(計時器)和RSNS(檢流電阻)用于設定充電時間和充電電流。DS2711/DS2712的另外一個特性是可以檢測電池充電故障和堿性原電池。假如發生這些情況，充電器會自行關機。

單機鋰離子電池快速充電器

因為不要檢測電壓變化率(dV/dt)，鋰離子電池充電器比鎳氫電池簡單。同時，由于鋰離子電池對過充非常敏感，充電器要一個精確的4.2V50mV電源保證恒功率充電。至于鎳氫電池，充電器不僅要電壓監測，還要其它監控功能(溫度、計時等)。

單機鋰離子電池充電器MAX8601內置所謂的Vbatt可控電壓源，它可以在+25℃供應4.2V0.021V，或在40℃《85℃供應4.2V0.034V的精度。當通過VBATT連接給鋰離子電池充電時，充電器可以保持恒定輸出功率(圖5)，外部電阻(接SETI引腳)和外部電容(接CT引腳)可以設定充電電流和內部計時。該充電器還通過一個負溫度系數電阻來監控電池的溫度。

MAX8601充電器的重要優點是可以通過外部適配器或USB端口給電池充電。USB端口根據USEL引腳的設置可以供應100mA、500mA電流。該芯片會自動選擇外部電源(主適配器或USB)。假如兩個電源同時存在，它會選擇主適配器進行充電。任何一個電源都必須能夠供應最小4.5V的電壓。DS2711/DS2712和MAX8601都是單機充電器，它們具有多種監控功能(電壓、電流、溫度、計時等)，既不要微控制器監控，也不要電源浪涌保護，而且供應清晰、簡單的外部切換。