一种锂离子智能充电器的设计与实现

摘要：本文介绍了由MAXIM公司生产的一种新型充电器件MAX1757构成的1～3节锂离子电池充电器的工作原理和充电过程，并在此基础上给出了该充电器的工作流程及参数设置；最后简要阐述了PWM控制器的工作原理及其在充电过程中的作用。该产品已经应用于某充电检测平台上。
关键词：智能充电器；MAX1757；PWM控制器

Abstract: Thi一体电感器s paper introduces the principle of a Li-ion battery charger and the process of charging, which is made by Maxim company and consists of 1 to 3 cells Li-ions. Also, it introduces the working process and parameter setting of the charger. Finally, it introduces the principle of PWM controller and the function briefly during charging. The charger had been applied on a certain charging detecting platform.

Keywords: intelligent battery charger; MA扁平型电感X1757; PWM controller

1 引言

锂离子电池具有较高的能量密度，与其它电池相比具有体积小、重量轻等优势，但对保护电路要求较高，在电池的使用过程中，需严格避免出现过充、过放电现象。通常，锂离子电池充电方式为恒流-恒压方式。为保证安全充电，一般通过检测充电电池的电压来判断电池是否充满，除电压检测外还需采用其它的辅助方法作为防止过充的后备措施，如检测电池温度、限定充电时间等辅助方法。此外，由于锂离子电池出现过充电时同样也会造成电池的损环，一般在电池充电前需要检测电池是否可充，通常在对锂离子电池进行快速充电时需保证每节电池电压高于2.5V，温度高于2.5℃、低于50℃，这就要求充电器具有预充过程。由此看来，虽然锂离子电池具有较高的性能指标，但对充电器的保护措施要求较高，如果用分立元件构成锂离子电池充电器，电路将十分复杂，而且设计时间较长。利用Maxim最新推出的MAX1757可以构成1节至3节锂离子电池充电器，这种芯片内置14V功率开关，简化了多节锂离子电池充电器的设计。在一些中等功率、高端便携式产品中（如数码相机、摄像机等），一般采用2节至3节锂离子电池供电，选用MAX1757构成电池充电器非常合适。^[2][5]

2 芯片引脚功能介绍及充电器工作原理

2.1 芯片引脚功能简单介绍

MAX1757采用28引脚的SSOP贴片式封装。每个引脚的具体功能不作详细介绍，在此仅介绍本文用到的引脚功能。VL引脚：芯片电源输入端。由DCIN端经线性稳压器输出5.4V，VL接2.2μF以上的陶瓷电容到地；ISTTIN引脚：输入电流限制调节端。在V_REF与GND之间接一电阻分压器来调节；ISTTOUT引脚：电池充电电流调节端。在V_REF与GND之间接一电阻分压器来调节；REF引脚：4.2V 基准电压输出端。此端接一个1μF以上陶瓷旁路电容到地；GND引脚：模拟地；VADJ引脚：电压调整端。在V_REF与GND之间接一电阻分压器来调节电池充电电压，其调节范围为4.2V±5％；PGND引脚：电源地。电流从低端FET开关的源极流入PGND；LX引脚：电源外接电感端；BST引脚：内部高端MOSFET漏极偏置；DCIN引脚：插件电感器电源输入端。它的输入为VL提高稳压电源，此端接一0.1μF以上的旁路电容。^[1]

2.2 充电器工作原理

图1是MAX1757的内部电路，包括输入电流检测器、电压检测器、充电电流检测器、定时器、温度检测器和主控制器。输入电流调节电路用于限制电源的总输入电流, 包括:系统负载电流与充电电流, 当检测到输入电流大于设定的限流门限时, 通过降低电池充电电流可达到限制输入电流的目的, 因为系统工作时电源电流的变化范围较大, 如果充电器没有输入电流检测功能,则输入电源(墙上适配器或其它直流电源贴片电感器)必须能够提供最大负载电流与最大充电电流之和,这将使电源的成本增高、体积增大, 而利用输入限流功能则能够降低充电器对直流电源的要求,同时也简化了输入电源的设计。电压检测电路可与电流检测电路分别对电池电压和充电电流进行调节、监测。MAX1757的电压检测精度为±0.8%。电压检测和电流检测结果送入主控制器,主控制器驱动内部高边MOSFET导通或断开以达到控制充电电流或限制电池电压的目的。定时器和温度检测器为电池充电提供附加保护,插件电感器由于充电效率达不到100%,充电时间限定值应留有裕量。对于温度传感器应靠近电池安装，并且温度传感器可选择具有负温度系数的热敏电阻,+25平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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