电池充电及保护电路.doc

1、1. li+电池保护电路锂离子（ li+ ）电池虽然具有能量密度高、使用寿命长、无记忆效应、自放电量较低及单节电池电压高等诸多优点 , 但在使用时需严格注意过压保护、过放电保护和过流保护, 而且对保护电路的精度要求也较高,图 1 所示电路是利用max1666构成的一个完整的li+ 电池保护器。 max1666s/v/x可分别为 2 节/3 节/4 节li+ 电池组提供保护 , 其中包括：过充电保护、过放电保护、电池失配保护以及过流保护。过压检测功能还可有效避免电池组中的任何一节电池出现过充电, 当电池电压超出设置门限时,输出高电平 ,场效应管 q2、q3 被断开而终止充电过程,输出低电平 ,

2、向电池组控制器发出报警信号。电池最高电压门限由外部电阻r1、r2确定 , 其可设置范围为4v4.4v。欠压检测电路可用于防止电池出现过放电现象, 当检测到电池电压低于所设置门限时,uvo,输出高电平 ,保持低电平 , 开关管 q3、q1 开路,q2 导通 , 电池处于涓流充电状态, 使电池电压得以恢复。电池低电压检测门限可通过 r3、r4设置 , 设置范围为 2v3v。当电池组中任意两节失配时,、u-vo和均为高电平 ,相应的开关管q1q3均断开,为低电平从而向控制器发出中断信号。适配电压检测门限可由 r5、r6设置。2. 结构紧凑的li+ 电池充电器锂离子电池（ li+ ）以其高能量密度和高

3、性能被广泛应用于手机、 pda 、笔记本电脑等产品中。图2 所示电路是一种结构紧凑的单节 li+ 电池充电电路 , 图中的墙上适配器为6vdc/800ma限流型电压源 ,max1679内置充电终止检测电路和充电过程控制器, 插入电池或给充电器上电都将启动一次充电过程。一次完整的充电过程包括：初始化充电过程; 在该过程中系统以较小的充电电流为电池充电, 以使用率电池电压大于2.5v。如果温度范围超出2.5到 47.5,充电器则处于等待状态。 快充过程 ; 当快充开始后 ,max1679打开外接的 p 沟道场效应管 , 快充电流由外部限流型充电电源决定。一旦系统检测到电池电压达到li+ 电池充电终

4、止门限电压时, 快充结束。充电终止门限电压由电阻确定。 脉冲充电过程 ; 快充过程结束后, 系统进入脉冲充电过程,max1679每隔 2ms检测一次电池电压 , 电池电压小于终止门限时, 外部 p 沟道场效应管导通, 电池电压大于终止门限时,p 沟通道场效应管（p1）断开 , 在脉冲充电过程接近结束时, p 沟道场效应管的断开时间远远大于接通时间。该电路除了具有电池电压检测外,max1679还具有超时检测和温度检测功能,这可为电池提供二次保护。需要检测温度时 , 应在 therm 引脚与 batt-引脚间接一热敏电阻, 并将热敏电阻靠近电池安装。当 tsel引脚接 batt+ 、adj或 gn

5、d时, 所对应的充电限制时间为2.8 小时、3.75 小时和 6.25 小时。 选择 p1 时要考虑漏源间的击穿电压、最小导通门限电压、额定电流及功率损耗等参数, 漏源击穿电压至少要高于开路状态下墙上适配器电压的25% 。图 2 中的 led用于指示充电状态,led 闪烁频率与充电状态的对应关系如表1 所列。 3. nicd电池充电器镍镉（nicd ）电池是最早应用的可充电电池, 其能量密度和重量密度相对较低, 但是 , 由于成本较低 , 目前仍在许多产品中被选用, 如无绳电话、便携式仪表等。nicd 电池充电终止检测方式一般采用- v 检测、超时检测、电池温度检测和电池温度上升率检测。在快充

6、方式下,通常选用 - v 检测与超时、温度检测相配合的方式。图 3 为利用 max713构成的 nicd 电池单机充电器 , 可充 1 至 16节电池。图中 , max713 内置充电终止检测算法（ - v 检测、超时检测、电池温度检测）, 快速充电结束后可自动切换到涓流充电, 以补充 nicd电池的自放电。 dcin接墙上适配器的输出, 墙上适配器的最低输出电压应高于：2v+（1.9v电池节数）; 最高电压取决于p 沟道 mosfet 的击穿电压和输入旁路电容的耐压值。当dcin低于 15v 时,max713的 drv引脚直接与 q1、q2连接 ;dcin 高于 15v 时, 接入 q3;r4用于为 q1、q2提供适当的电压摆幅。限流二极管d4扩大了输入电压范围, 并为 max713 内部并联稳压源提供固定的8ma 电流 ,如果墙上适配器提供的输出电压范围较窄 , 则可以用电阻替代d4 。 根据所要求的充电速率和电池容量可算出所要求的充电电流, 由公式可确定限流电阻的大小。改变pgm0 pgm4 的接法可设置电池节数和充电限制时间 ( 参考表 2、表 3) 。图 3 中 l1 的电感量为220h,饱和电流为1.5a。该电路对电感值的要求并不严格 , 电感值越大 , 电流纹波越小。为 nicd 电池充电时 , 不完全放电会使电池的镉阳极变为镉