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引言 设计开关模式电池充电器ds2712时,迅速确定电路的开关频率范围非常有用。了解并控制开关频率可以帮助优化电感选择,为晶体管的选择以及pcb布板提供指导。对于ds2712,由于所有充电模式下的参考电压是固定的,因此充电模式不会影响开关频率(在ds2715中,充电模式则会影响开关频率)。开关频率的设置主要由电感完成,而电池电压的变化则是引起开关频率变化的主要因素。本应用笔记对ds2712的充电电路进行了分析,同时提供一个简便易用的数据表来帮助估算开关频率。 电路原理 图1所示电路为buck开关充电器的等效电路,电池和检流电阻相当于负载。ds2712在所有充电模式下将rsense的电压调节到预设数值。检流电阻和预置的基准电压控制icharge。对于nimh电池,通常有4个充电阶段—这4个阶段(预充电、快速充电、浮充和保持)均由ds2712检流电阻的电压进行调节。预充电和浮充状态下的电流为快速充电状态下平均充电电流的25%,保持模式下的电流为快速充电状态下电流的1/64。 电池组的状态决定进入哪个充电状态。电池电压低于1.0v时,采用预充电模式缓慢地对电量将近耗尽的电池进
电终止方法分别称为dt/dt和-δv。充电速率非常低时,dt/dt和-δv不太明 显,很难精确检测到。电池开始进入过充状态时,dt/dt和-δv响应开始显现。此时如果继续充电,将损坏电池。 终止检测在充电速率大于c/3时要比低充电速率时容易得多。温度上升速率大约为1°c/分钟,-δv响应也比低充电速率时 更明显。快充结束后,建议以更小的电流再充一段时间,以彻底充足电池(补足充电)。补足充电阶段结束后,采用c/20或者c/30的涓充电流来补偿自放电 效应,使电池维持在充满状态。图3所示为采用ds2712 nimh充电器对nimh电池(事先已充了一部分电)进行充电的电池电压曲线。在该图中,上面一条曲线的数据在充电电流正在灌入电池时获得,下面那条曲线 的数据在切断电流时测得。在ds2712中,该电压差被用来区分nimh电池和碱性电池。如果检测到碱性电池,则ds2712不会对它进行充电。 图3. 采用ds2712充电控制器对nimh电池充电。 开关与线性 usb 2.0规范允许低功率端口提供最大100ma电流,大功率端口提供最大500ma电流。如果采用线性调整器件来调节电池充电电流
这些充电终止方法分别称为dt/dt和-δv。充电速率非常低时,dt/dt和-δv不太明显,很难精确检测到。电池开始进入过充状态时,dt/dt和-δv响应开始显现。此时如果继续充电,将损坏电池。 终止检测在充电速率大于c/3时要比低充电速率时容易得多。温度上升速率大约为1°c/分钟,-δv响应也比低充电速率时更明显。快充结束后,建议以更小的电流再充一段时间,以彻底充足电池(补足充电)。补足充电阶段结束后,采用c/20或者c/30的涓充电流来补偿自放电效应,使电池维持在充满状态。图3所示为采用ds2712 nimh充电器对nimh电池(事先已充了一部分电)进行充电的电池电压曲线。在该图中,上面一条曲线的数据在充电电流正在灌入电池时获得,下面那条曲线的数据在切断电流时测得。在ds2712中,该电压差被用来区分nimh电池和碱性电池。如果检测到碱性电池,则ds2712不会对它进行充电。 图3. 采用ds2712充电控制器对nimh电池充电 2.3 开关与线性 usb 2.0规范允许低功率端口提供最大100ma电流,大功率端口提供最大500ma电流。如果采用线性调整器件来调节电池充电
充电终止方法分别称为dt/dt和-δv。充电速率非常低时,dt/dt和-δv 不太明显,很难精确检测到。电池开始进入过充状态时,dt/dt和-δv 响应开始显现。此时如果继续充电,将损坏电池。 终止检测在充电速率大于c/3时要比低充电速率时容易得多。温度上升速率大约为1℃/分钟, -δv响应也比低充电速率时更明显。快充结束后,建议以更小的电流再充一段时间,以彻底充足电池(补足充电)。补足充电阶段结束后,采用c/20或者c/30的涓充电流来补偿自放电效应,使电池维持在充满状态。图3所示为采用ds2712 nimh充电器对nimh电池(事先已充了一部分电)进行充电的电池电压曲线。在该图中,上面一条曲线的数据在充电电流正在灌人电池时获得,下面那条曲线的数据在切断电流时测得。在ds2712中,该电压差被用来区分nimh电池和碱性电池。如果检测到碱性电池,则ds2712不会对它进行充电。 3.3开关调节器还是线性调节器充电 3.31线性调整器充电 usb 2.0规范允许低功率端口提供最大100ma电流,大功率端口提供最大500ma电流。如果采用线性调整器件来调节电池充电电流,这也就是最大可提
h电池比锂电池要重一些,其能量密度也比锂电池低。一直以来,nimh电池比锂电池要便宜,但是最近二者的价格差在缩小。nimh电池具有标准尺寸,在大多数应用中可直接替换碱性电池。每节电池的标称电压为1.2v,充满后会达到1.5v。通常采用恒流源对nimh电池充电。当达到充满状态时,会发生放热化学反应,并导致电池温度上升,电池端电压降低。可检测电池温度上升速率或者负向电压变化率,并用来终止充电。 电路实例 图2所示电路是用于单节nimh电池充电的开关模式降压型调节器。它采用ds2712充电控制器调节充电电流和终止充电。充电控制器监视温度、电池电压和电池电流。如果温度超过+45ºc或者低于0ºc,控制器不会对电池充电。如图2所示,q1是降压型充电器的开关功率晶体管;l1是滤波电感;d1是续流或整流二极管。输入电容c1为10μf、超低esr的陶瓷滤波电容。用钽电容或者其它电解电容替代c1会使充电器的性能降低。r7是电流调节器检测放大器的检流电阻。ds2712的基准电压为0.125v,并具有24mv滞回。通过csout提供闭环、开关模式电流控制。充电控制引脚cc
引言
设计开关模式电池充电器DS2712时,迅速确定电路的开关频率范围非常有用。了解并控制开关频率可以帮助优化电感选择,为晶体管的选择以及PCB布板提供指导。对于DS2712,由于所有充电模式下的参考电压是固定的,因此充电模...
负荷1或者2个镍氢电池;检测和避免充电碱性电池;快速充电镍氢电池具有-ΔV终端2mV(典型值)敏感性;监控电压,温度和时间为了安全和辅助终端;调解充电电流:开关式控制;驱动PMOS或PNP类型调整元件或开关,或1个光耦合器;兼容市场上普遍使用的光耦合器和集成的初级PWM控制器
池温度上升,中止电压降低。电池温度的上升率或者负电压变化均可被检测出来,以中止充电。这种中止充电方法分别称为dt/dt 和 -δv。当电池过冲时dt/dt 和 -v开始响应,超过这个点继续充电会使电池失效。 以上充电率下中止充电检测比在低充电率下容易得多。温度上升大约1°c/分钟,-δv响应较在低冲电率下强烈。快冲结束後,建议用一个附加的降低电流的充电周期中止电池充电。当中止充电周期结束後,用c/20或者c/30的滴流电流计算自放电效果,保持电池处于满冲状态。如图3所示是一个未冲满电的镍氢电池用ds2712镍氢电池充电器充电,在一个充电周期内电池电压的变化曲线。在曲线中,最上面的曲线是电流冲进电池时的数据;下面的曲线是充电电流源关断时的数据。ds2712利用这个电压的差异区分镍氢电池和硷性电池。如果检测到是硷性电池,ds2712就不会对它进行充电。 4、开关对线性 图3、用ds2712充电控制器向镍氢电池充电 usb规范允许低功率端口高达100ma的电流驱动,大功率端口500ma的电流驱动。如果用线性元件控制电池的充电电流,这些就是最大允许充电电流。图4的线性元件的功耗是p=vq×ibatt。这导