文档介绍：充电电池和单机快速充电器设计
虽然很多人更偏爱锂离子电池,镍氢电池的使用依然很流行。因为镍氢电池比锂离子电池便宜很多,所以在MP3播放器、闪光灯配件、车灯等设备中经常能看到标准的AA和AAA镍氢电池。
一块可充电镍氢电池的温度和端电压随着电池的充电逐步上升,在电池完全充满后开始下降(图2)。所以,镍氢电池充电器的主要任务是检测到这个突变点并中断充电,或者从快速充电切换到涓流充电。另外,在充电过程中对温度和电压进行连续监控可以提供系统的安全性。
DS2711/DS2712充电器具备上述功能。另外,它们可以单机工作,不需要微控制器或微处理器监控。该系列产品是专门为单节AA或AAA可充电电池设计的,同时也适用于串联或并联的两节电池。DS2711采用线性控制结构,DS2712采用开关控制结构。为了最大限度地延长工作时间、节约电池能量,这些充电器有4种充电模式:预充电、快速充电、浮充和涓流充电。在浮充模式下,电池充满后充电速率被切换到一个比较低的速率(对于DS2711而言是25%)。
除监控功能外,DS2711/DS2712充电器还带有内部计时器,通过连接到TMR引脚的外部电阻设定最大充电时间,。浮充时间已经设定为最大充电时间的一半()。根据所要求的充电时间(TAPPROX),由下式计算电阻值:
快速充电模式下,如果超过最大充电时间,充电器会从快速充电模式切换到浮充模式,同时复位计时器。计时器开始为浮充过程计时,如果达
到预定的浮充时间,充电器将从浮充模式切换到涓流模式(图3)。
VP1、VP2用于监视电压,THM1、THM2配合热敏电阻用来监测电池的温度。TMR(计时器)和RSNS(检流电阻)用于设定充电时间和充电电流。DS2711/DS2712的另外一个特性是可以检测电池充电故障和碱性原电池。如果发生这些情况,充电器会自行关机。
如何检测碱性电池
全新的镍氢AA电池的典型内阻在30mΩ到100mΩ,碱性电池的内阻一般在200mΩ到300mΩ(根据充电状态,最高可到700mΩ),出现故障的充电电池会有很高的内阻。DS2711/DS2712通过检测到的电池电压(VP1和VP2)和已设定的充电电流可以计算出待充电电池的内阻。
CTST引脚(用于电池测试、设置门限)控制电池内阻的测量。VCTST是充电过程中的电池电压减去无充电电流时的开路电池电压(OCV)后的差值。这个值等于充电电流乘以电池内阻的乘积。如果检测引脚(VP1、VP2和VN1)与电池没有采用Kelvin连接,引线电阻也将计入测量值,影响VCTST。计算外部电阻RCTST的公式为:
例如,当以C/2速率()为2200mAh NiMH电池充电时,选择RCELL=150mΩ为电池内阻门限时,VCTST将为:
或者,
(最近的标准1%)。