雖然鋰離子電池有以上種種優點和良好的市場前景，但它對充電電路的要求比較高，在使用過程中要避免出現過充電和過放電的現象。鋰離子電池的充電過程如圖1所示，在一個充電周期內，鋰電池在充電開始之前需要檢測電池的電壓和溫度，判斷是否可充電，如果電池電壓或溫度超出允許范圍，則禁止充電。每節電池的允許充電電壓為2。5-4。2V，溫度為2。5-50℃。在電池處于深放電的情況下，必須要求充電器具有預充過程，使電池滿足快速充電的條件，然后根據電池廠商推薦的快速充電速度對電池進行恒流充電，電池電壓緩慢上升;一旦電池電壓達到所設定的終止電壓(一般為4。1V或4。2V)，恒流充電終止，充電電流快速衰減，充電進入滿充過程;在滿充過程中，充電電流逐漸衰減，直到滿充時間超時，轉入頂端截止充電;頂端截止充電時，充電器以極(ji)小的充電(dian)電(dian)流為電(dian)池補充能(neng)量;頂端截(jie)止(zhi)充電(dian)一段時(shi)間(jian)后(hou)，關閉充電(dian)。

   近幾年來，隨著各種便攜式設備(如手機、筆記本電腦、攝像機、數碼相機、PDA等)的不斷推出，對電池的(de)(de)要求也隨之提高(gao)。以前，在(zai)這類應(ying)(ying)用(yong)中，NiMH電池和(he)(he)NiCD電池，以其低價格占有較大優(you)勢;但隨著便攜式設備對體(ti)積/重量的(de)(de)要求越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)苛刻，工(gong)作和(he)(he)待(dai)機時間越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)長以及(ji)Li電池成本(ben)的(de)(de)不(bu)斷(duan)降低，使(shi)Li電池的(de)(de)優(you)勢性能(neng)在(zai)這類應(ying)(ying)用(yong)中得以充分的(de)(de)展示，被廣(guang)大電子設計工(gong)程師(shi)和(he)(he)消費者所接受。隨著Li電池性能(neng)的(de)(de)不(bu)斷(duan)提高(gao)和(he)(he)成本(ben)的(de)(de)進一步降低，Li電池將在(zai)許多應(ying)(ying)用(yong)中取代NiCD和(he)(he)NiMH電池.

　　2MAX1501簡介

　　MAXIM公司的MAX1501是一種全新的溫度調節線性充電器采用16引腳TQFN封裝，可為鋰離子、鎳鎘、鎳氫電池進行充(chong)電。MAX1501的特(te)點(dian)(dian)及其引腳功(gong)能。它具(ju)有(you)如下特(te)點(dian)(dian)：

　　1。獨立運行或由微處理器控制的(de)線性(xing)充電方案;

　　2。輸入大于(yu)6。5v時(shi)充電(dian)停止;

　　3。電流檢測監(jian)視器輸出;

　　4。電(dian)池電(dian)壓下降4v以(yi)下后自(zi)動啟動充電(dian);

　　5。無電(dian)池時仍然保持穩定(ding)輸(shu)出(chu);

　　6。集成(cheng)了PMOSFET。反向(xiang)阻(zu)斷二極管和(he)檢測電流(liu)電阻(zu);

　　7。薄型QFN封裝的多化學類型充電器。

　　3MAX1501引腳功能

　　INP：高電流(liu)充(chong)電輸(shu)入;

　　IN:低電流充電輸入;

　　GND：地。連接外部(bu)開(kai)關到(dao)地;

　　SETI：電流傳(chuan)感跨導放大輸出;

　　VL：線性(xing)輸(shu)出調整器;

　　TMAX：輸(shu)入最大充電時間選擇(僅對(dui)max1501);

　　IC：MAX1501Z的內部連接。隨(sui)浮動;

　　FULLI：最大關閉電流選擇輸入;

　　TEMP：衰耗(hao)溫(wen)度選(xuan)擇輸入;

　　鋰離子電池充電器的研制

　　MAX1501的最典型的應用是能夠用10%的快速充電電流對鋰離子電池進行預充電，用一個軟啟動系統持續增加充電電流。以每20ms增加10%直到電壓達到2。8V，當電池電壓達到規格電壓4。1V/4。2V時進入常壓狀態并且減少充電電流。在SETI與地之間設置一個晶體管來控制快速充電電流，并且通過減少輸入電流使MAX1501遠離過熱，溫度調節電路調節MAX1501的溫度。當到達頂端關斷電流的關斷值時RLED腳作用一個高阻抗進入低(di)維護狀(zhuang)態(tai)。當電池電壓低(di)與95%時(shi)，通(tong)過設(she)置(zhi)SELV可以自動進行在充電。

　　(1)設置充電電流(liu)

　　設定電阻充電電流(liu)根據下列公式

　　(2)設置電容

　　為了獲得(de)合適的穩(wen)定性(xing)，可(ke)以用(yong)一個陶(tao)瓷(ci)(ci)電(dian)容(rong)最(zui)常用(yong)10uF5R陶(tao)瓷(ci)(ci)電(dian)容(rong)來(lai)連(lian)(lian)接BATT到GND。將IN和INP連(lian)(lian)接起來(lai)并且到GND用(yong)1uF的陶(tao)瓷(ci)(ci)電(dian)容(rong)。由于過高輸入電(dian)壓或過高充電(dian)電(dian)流，可(ke)用(yong)更大的輸入途徑電(dian)容(rong)來(lai)降低噪聲。

　　(3)設置溫度調節

　　在邏輯(ji)輸入條件下設置規則(ze)的(de)死機(ji)溫度(du)，MAX1501通過降低充電電流(liu)來限(xian)制由(you)TEMP設定的(de)死機(ji)溫度(du)值(zhi)。MAX1501運(yun)行(xing)正(zheng)常，溫度(du)環(huan)路不會(hui)顯(xian)示異常情況(kuang)。TEMP允許在提(ti)供過多的(de)能量損(sun)失的(de)保護的(de)前(qian)提(ti)下將充電電流(liu)擴展到最大限(xian)度(du)。

　　(4)設置充電時間

　　在TMAX邏輯輸(shu)入條件下(xia)設(she)(she)置最大充電(dian)(dian)時(shi)間(jian)。TMAX限制充電(dian)(dian)周期用來保(bao)護(hu)電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)過長。將(jiang)(jiang)TMAX與GND連接起(qi)來可(ke)將(jiang)(jiang)最長充電(dian)(dian)時(shi)間(jian)設(she)(she)置為三小時(shi)。將(jiang)(jiang)TMAX懸空可(ke)將(jiang)(jiang)最大充電(dian)(dian)時(shi)間(jian)設(she)(she)置為4.5小時(shi)。將(jiang)(jiang)TMAX和VL連接起(qi)來可(ke)將(jiang)(jiang)最長充電(dian)(dian)時(shi)間(jian)設(she)(she)置為6小時(shi)。

　　(5)綜述討論

　　MAX1501和一個微處理器相結合從而決定它有很好的充電方案專用的熱調節電路用來限制電路節點溫度，當快速充電或當環境溫度很高的時候確保最大充電電流不會損壞充電器，在沒有電池的情況下MAX1501提供可調節的輸出電壓，在允許電池充電的情況下這個裝置有較高的適應性，安全時間內可以提供一個可調整的快速充電電流，頂端關斷電流。并且有熱量方嵌條調整點。其它特點包括輸入電量檢測并(bing)且(qie)有(you)輸(shu)入(ru)低(di)的(de)(de)過(guo)壓(ya)保護和規(gui)定了較低(di)的(de)(de)控制輸(shu)入(ru)。MAX1501能(neng)夠接受一個4.5V到13V的(de)(de)電(dian)(dian)壓(ya)供電(dian)(dian)。但是當輸(shu)入(ru)電(dian)(dian)壓(ya)超過(guo)6.5伏時(shi)為(wei)了防止過(guo)多的(de)(de)能(neng)量消耗MAX1501充電(dian)(dian)停止。MAX1501擴大了溫度范圍(-40°Cto+85°C)并(bing)且(qie)體(ti)積也減小了。

　　本文介紹了一種采用MAX1501充電控制芯片設計的簡單實用的鋰離子電池充電器，最后對電路的(de)特(te)性及充電參(can)數的(de)設置進行(xing)了分(fen)析。