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，充電器以極小的充電(dian)電(dian)流(liu)為(wei)電(dian)池補充能(neng)量;頂(ding)端(duan)截止(zhi)充電(dian)一段時(shi)間后，關(guan)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(qiu)也隨之提(ti)高。以(yi)前，在(zai)(zai)這類(lei)(lei)應(ying)用(yong)(yong)中，NiMH電(dian)池和(he)NiCD電(dian)池，以(yi)其(qi)低價格占有較大優勢;但隨著(zhu)便(bian)攜(xie)式設備對體積/重量的(de)(de)要求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)苛刻(ke)，工(gong)作和(he)待機時間越(yue)來(lai)越(yue)長以(yi)及Li電(dian)池成本(ben)的(de)(de)不(bu)斷降(jiang)低，使(shi)Li電(dian)池的(de)(de)優勢性能(neng)在(zai)(zai)這類(lei)(lei)應(ying)用(yong)(yong)中得以(yi)充分的(de)(de)展示，被廣大電(dian)子設計工(gong)程師(shi)和(he)消(xiao)費者所接受。隨著(zhu)Li電(dian)池性能(neng)的(de)(de)不(bu)斷提(ti)高和(he)成本(ben)的(de)(de)進一步降(jiang)低，Li電(dian)池將在(zai)(zai)許多應(ying)用(yong)(yong)中取(qu)代(dai)NiCD和(he)NiMH電(dian)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(jin)行(xing)充電。MAX1501的特(te)點及其引腳功能。它具(ju)有(you)如下特(te)點：

　　1。獨立(li)運行或由微處理器(qi)控制的線性充電方案(an);

　　2。輸入大于6。5v時充電停止;

　　3。電流(liu)檢測(ce)監(jian)視(shi)器輸(shu)出;

　　4。電池電壓(ya)下降4v以下后自動啟動充電;

　　5。無電(dian)池時仍然保(bao)持穩定(ding)輸出;

　　6。集成了PMOSFET。反向阻(zu)斷(duan)二極(ji)管和檢(jian)測電流電阻(zu);

　　7。薄型QFN封裝的多化學類型充電器。

　　3MAX1501引(yin)腳(jiao)功能

　　INP：高電流充電輸入;

　　IN:低電流(liu)充(chong)電輸(shu)入(ru);

　　GND：地(di)。連接外部(bu)開關到地(di);

　　SETI：電流傳感跨導放大輸(shu)出;

　　VL：線性輸出調整器;

　　TMAX：輸入最大充電時間選擇(僅對max1501);

　　IC：MAX1501Z的內部連(lian)接。隨浮動;

　　FULLI：最大關閉電流選擇輸(shu)入;

　　TEMP：衰耗溫度選(xuan)擇輸(shu)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(jin)入低維(wei)護狀(zhuang)態。當(dang)電(dian)池電(dian)壓低與95%時，通過設置SELV可以自動進(jin)行(xing)在充電(dian)。

　　(1)設置(zhi)充(chong)電電流

　　設定電(dian)(dian)阻充電(dian)(dian)電(dian)(dian)流根據下列公(gong)式

　　(2)設置電容

　　為了獲得合(he)適的(de)穩(wen)定性，可(ke)(ke)以用一個陶瓷電容(rong)(rong)最常用10uF5R陶瓷電容(rong)(rong)來(lai)連(lian)接BATT到GND。將(jiang)IN和INP連(lian)接起來(lai)并且到GND用1uF的(de)陶瓷電容(rong)(rong)。由于過高輸(shu)入電壓(ya)或過高充電電流，可(ke)(ke)用更大的(de)輸(shu)入途徑(jing)電容(rong)(rong)來(lai)降低噪聲。

　　(3)設置(zhi)溫度調節

　　在邏輯輸入條件下(xia)設置(zhi)規則的(de)死機溫度(du)，MAX1501通過降低充電(dian)(dian)電(dian)(dian)流來限制(zhi)由TEMP設定的(de)死機溫度(du)值(zhi)。MAX1501運行正常(chang)(chang)，溫度(du)環路(lu)不會顯示(shi)異常(chang)(chang)情況。TEMP允(yun)許在提(ti)供過多(duo)的(de)能量損失的(de)保護的(de)前(qian)提(ti)下(xia)將充電(dian)(dian)電(dian)(dian)流擴展到(dao)最大限度(du)。

　　(4)設置充電(dian)時間

　　在TMAX邏輯輸(shu)入條件(jian)下設(she)置(zhi)最(zui)大(da)充(chong)電(dian)時(shi)(shi)(shi)間。TMAX限制充(chong)電(dian)周期用(yong)來(lai)(lai)保護電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)過長。將(jiang)(jiang)TMAX與GND連接起(qi)來(lai)(lai)可(ke)將(jiang)(jiang)最(zui)長充(chong)電(dian)時(shi)(shi)(shi)間設(she)置(zhi)為(wei)三小(xiao)時(shi)(shi)(shi)。將(jiang)(jiang)TMAX懸(xuan)空可(ke)將(jiang)(jiang)最(zui)大(da)充(chong)電(dian)時(shi)(shi)(shi)間設(she)置(zhi)為(wei)4.5小(xiao)時(shi)(shi)(shi)。將(jiang)(jiang)TMAX和VL連接起(qi)來(lai)(lai)可(ke)將(jiang)(jiang)最(zui)長充(chong)電(dian)時(shi)(shi)(shi)間設(she)置(zhi)為(wei)6小(xiao)時(shi)(shi)(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且有輸(shu)入低的過(guo)壓保護和規定了(le)較低的控制輸(shu)入。MAX1501能夠接受一個4.5V到13V的電(dian)(dian)(dian)壓供(gong)電(dian)(dian)(dian)。但是當輸(shu)入電(dian)(dian)(dian)壓超過(guo)6.5伏時為了(le)防(fang)止(zhi)過(guo)多的能量消耗(hao)MAX1501充(chong)電(dian)(dian)(dian)停止(zhi)。MAX1501擴大了(le)溫度(du)范圍(-40°Cto+85°C)并且體積也減小了(le)。

　　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，最后對電路的特性及(ji)充電參數的設置進行了分(fen)析。