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(chong)電(dian)電(dian)流為電(dian)池補充(chong)能量;頂端截(jie)止充(chong)電(dian)一段時間后，關閉充(chong)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)(de)要求(qiu)(qiu)也隨之(zhi)提高(gao)。以(yi)前，在(zai)這(zhe)類應用(yong)中，NiMH電池(chi)(chi)(chi)和NiCD電池(chi)(chi)(chi)，以(yi)其低(di)價格占有較大優(you)勢(shi);但隨著便攜式設備對(dui)體積/重量的(de)(de)(de)要求(qiu)(qiu)越來(lai)越苛刻，工作和待(dai)機(ji)時間越來(lai)越長(chang)以(yi)及Li電池(chi)(chi)(chi)成本的(de)(de)(de)不斷降低(di)，使Li電池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)優(you)勢(shi)性能(neng)在(zai)這(zhe)類應用(yong)中得以(yi)充分的(de)(de)(de)展示(shi)，被廣大電子設計工程師和消費(fei)者所接受(shou)。隨著Li電池(chi)(chi)(chi)性能(neng)的(de)(de)(de)不斷提高(gao)和成本的(de)(de)(de)進一(yi)步降低(di)，Li電池(chi)(chi)(chi)將在(zai)許多(duo)應用(yong)中取代NiCD和NiMH電池(chi)(chi)(chi).

　　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(xing)充電。MAX1501的特點及其引腳功(gong)能。它具(ju)有如下特點：

　　1。獨立運行或由微處理器控制的線性充(chong)電方案;

　　2。輸入(ru)大(da)于6。5v時充電(dian)停止;

　　3。電流檢測(ce)監視器(qi)輸出;

　　4。電(dian)池電(dian)壓下降4v以下后自動(dong)(dong)啟動(dong)(dong)充電(dian);

　　5。無電池時仍(reng)然保(bao)持穩定輸(shu)出;

　　6。集(ji)成了(le)PMOSFET。反(fan)向(xiang)阻斷二極管和(he)檢測電(dian)流電(dian)阻;

　　7。薄型QFN封裝的多化學類型充電器。

　　3MAX1501引腳功能

　　INP：高(gao)電(dian)流充(chong)電(dian)輸入(ru);

　　IN:低電流(liu)充電輸(shu)入;

　　GND：地。連接外部開關到地;

　　SETI：電流(liu)傳感(gan)跨導放大輸出;

　　VL：線性(xing)輸出調(diao)整器(qi);

　　TMAX：輸入(ru)最大充電時間選(xuan)擇(僅對max1501);

　　IC：MAX1501Z的內部連接。隨浮(fu)動;

　　FULLI：最(zui)大關(guan)閉電流選擇輸入(ru);

　　TEMP：衰(shuai)耗溫度選(xuan)擇(ze)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(jin)入低(di)維護狀態。當電池(chi)電壓低(di)與(yu)95%時，通過設置(zhi)SELV可以自(zi)動進(jin)行在充電。

　　(1)設置充電電流

　　設定電(dian)阻充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)根據下列公(gong)式

　　(2)設置電容

　　為了獲得(de)合適的(de)穩定性，可以用(yong)一個陶瓷(ci)電(dian)容(rong)最常用(yong)10uF5R陶瓷(ci)電(dian)容(rong)來(lai)連接BATT到(dao)GND。將IN和(he)INP連接起來(lai)并(bing)且到(dao)GND用(yong)1uF的(de)陶瓷(ci)電(dian)容(rong)。由于(yu)過(guo)高(gao)(gao)輸入電(dian)壓或過(guo)高(gao)(gao)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)，可用(yong)更大的(de)輸入途徑電(dian)容(rong)來(lai)降低(di)噪(zao)聲。

　　(3)設置(zhi)溫度調節

　　在邏(luo)輯輸(shu)入條件下設(she)置規則的(de)死機(ji)溫度(du)，MAX1501通過降低充電電流來限(xian)制由TEMP設(she)定(ding)的(de)死機(ji)溫度(du)值。MAX1501運行正常(chang)，溫度(du)環(huan)路(lu)不會(hui)顯示異常(chang)情(qing)況。TEMP允許(xu)在提供過多的(de)能量損(sun)失的(de)保護的(de)前提下將充電電流擴展到最大限(xian)度(du)。

　　(4)設置(zhi)充(chong)電(dian)時間

　　在TMAX邏輯輸入條件下設置(zhi)最大(da)充(chong)電時間(jian)(jian)。TMAX限(xian)制(zhi)充(chong)電周期用來(lai)(lai)保(bao)護電池(chi)充(chong)電過長。將(jiang)(jiang)(jiang)TMAX與GND連(lian)(lian)接起來(lai)(lai)可將(jiang)(jiang)(jiang)最長充(chong)電時間(jian)(jian)設置(zhi)為三小(xiao)時。將(jiang)(jiang)(jiang)TMAX懸(xuan)空可將(jiang)(jiang)(jiang)最大(da)充(chong)電時間(jian)(jian)設置(zhi)為4.5小(xiao)時。將(jiang)(jiang)(jiang)TMAX和(he)VL連(lian)(lian)接起來(lai)(lai)可將(jiang)(jiang)(jiang)最長充(chong)電時間(jian)(jian)設置(zhi)為6小(xiao)時。

　　(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(de)過壓保護和規定了(le)較低的(de)控(kong)制輸(shu)入。MAX1501能夠(gou)接受(shou)一個4.5V到(dao)13V的(de)電(dian)壓供電(dian)。但(dan)是當輸(shu)入電(dian)壓超過6.5伏時為了(le)防止(zhi)過多(duo)的(de)能量消耗MAX1501充電(dian)停止(zhi)。MAX1501擴大了(le)溫度范圍(-40°Cto+85°C)并且體積也減(jian)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(dian)路的(de)特性及充(chong)電(dian)參數的(de)設置(zhi)進行了分(fen)析(xi)。