摘要: 在应用电路中添加一个微功率双运放和一些电阻器,为一到四个4.2V锂电池充电,可以为各种锂电池充电,其终端电压范围从3.6V到4.2V。
多年来,锂电池已经被许多制造商生产出来,并且已经形成了一个相当标准的产品——最大充电电压为4.2V±1%。因此,目前可用于锂电池充电的大多数ic都设计为4.2V充电,公差为±1%。
然而,在过去的几年里,一种不同的锂电池技术已经进入市场,它提供更高的功率密度,比标准电池接受更高的充放电率,并具有各种充电终止电压。该设计思想修改了标准的高端IC充电器的应用电路,以提供不同的终端电压和更高的电流速率,同时保持充电器的所有原始功能。
在这种情况下要充电的电池是A123系统公司生产的ANR26650m1型电池。它接受3A (1.3C)标准充电模式,可在3.6V充电电压下以10A (4.34C)快速充电。因此,表示终端电压在4.2V到3.6V之间的电池类型。图1中的电路是对IC应用电路的修改,该IC设计用于从1到4个4.2V锂电池(MAX1737)充电。通过添加一个微功率双运放(MAX4163)和一些电阻,这种修改允许您为3.6V电池充电。
图1所示 双运放和相关的外部组件显示,使这种锂电池充电器接受新的低压锂电池
修改还改变了电流检测电阻值(R(CS)),从而增加了A123系统电池在标准充电(3A)中接受的充电电流限制。功率器件N1、N2、D1、D4、L1适用于3A以下的充电电流。
对于3A以上的电流,外部开关N1-N2的额定漏极电流应更高,但漏极电压应相似。它们不应该产生比MAX1737数据表中建议的总开关电荷多得多的开关电荷。如果充电电流超过3A,也应增加二极管D1和D4的最大额定电流。
MAX1737充电器内部设置从4.2V±0.8%的恒流模式(CC)切换到恒压模式(CV)。MAX4163双运放配置为修改该阈值。放大器A2作为增益为1.16的非反相放大器连接,因此当其输入为3.6V时产生4.2V。A2输出连接到充电器的BATT端子(通常用于感应电池电压),因此充电器现在在3.6V电池电压下从CC切换到CV。
A2输入端连接到待充电电池的正极。如果与A2相关的电阻有1%的容差,则终端电压误差为3.62V -1.1%/+1.2%。使用容差更好的电阻器,该误差可以接近充电器的误差(0.8%)。您还可以使用充电器的VADJ功能(引脚8)获得更好的精度。
放大器A1配置为增益为1的差分放大器。它的参考电压(当差分输入电压为零时,输出所假定的电压)是A2输出。A1的输出连接到充电器的CS端子。(IC感知充电电流为BATT和CS之间的电压差。)当跨越R(CS)的差为零时,BATT和CS之间的差也为零。A1的差分输入通过R(CS)连接。因此,它们之间的电压被一增益电路重复作为终端BATT和CS之间的电压差,正如IC所要求的那样。当ISETOUT端子设置为(1/2)V(REF)时,电池充电到3.6V/cell的CV, A1输出端提供0.100V/R(CS)的充电电流。
受这些充电器感应输入修改影响的另一个参数是允许开始完全充电的电压(此充电器在未修改时为2.5V/cell)。放大器A2通过与施加于CC/CV切换电压相同的因素将该电压(至2.14V)缩小。当连接的电池电压小于2.14V时,充电器进入资格预审模式,以1/10的I(OUT)设置充电,直到电压高于2.14V。然后应用满充电率。
双运放的最大供电电压对该电路可以充电的最大电池数施加了2的限制。图2是用图1的修正电路得到的V/I充电曲线。有关MAX1737和MAX4163的完整数据表和其他信息可在以下网站找到。
图2 图1电路的充电电流与电池电压的关系
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