使用非標(biāo)準(zhǔn)終止電壓為鋰電池充電

通過在鋰電池充電器IC中增加一個雙通道運(yùn)算放大器和一些其他元件，您可以將充電電壓調(diào)節(jié)到標(biāo)準(zhǔn)鋰電池（3.6V至4.2V）范圍內(nèi)的任意水平。

鋰電池多年來一直由許多制造商生產(chǎn)，它們已經(jīng)形成了一種相當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品——最大充電電壓為 4.2V ±1%。因此，目前可用于為鋰電池充電的大多數(shù)IC都設(shè)計(jì)為4.2V充電，容差為±1%。

然而，在過去幾年中，一種不同的鋰電池技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入市場，提供更高的功率密度，接受比標(biāo)準(zhǔn)電池更高的充電和放電速率，并具有各種充電終止電壓。該設(shè)計(jì)理念修改了標(biāo)準(zhǔn)高端IC充電器的應(yīng)用電路，以提供不同的終止電壓和更高的電流速率，同時保持充電器的所有原始功能。

在這種情況下，要充電的電池是ANR26650m1型，由A123系統(tǒng)公司制造。它接受 3A （1.3C） 的標(biāo)準(zhǔn)充電模式，并可在 10A （4.34C） 下快速充電，充電終止電壓為 3.6V。因此，它代表了終止電壓范圍在4.2V和3.6V之間的電池類型。圖1所示電路是對IC應(yīng)用電路的修改，設(shè)計(jì)用于為1至4節(jié)4.2V鋰電池（MAX1737）充電。通過增加一個微功率雙通道運(yùn)放（MAX4163）和一些電阻，這種修改允許為3.6V電池充電。

圖1.所示的雙通道運(yùn)算放大器和相關(guān)外部元件使該鋰電池充電器能夠接受新的低壓鋰電池。

修改后還會改變檢流電阻值（R.CS），從而將充電電流限制增加到 A123 Systems 電池在標(biāo)準(zhǔn)充電 （3A） 中可接受的限制。功率元件 N1、N2、D1、D4 和 L1 適用于高達(dá) 3A 的充電電流。

對于高于 3A 的電流，外部開關(guān) N1–N2 的額定漏極電流應(yīng)較高，但漏極電壓相似。它們產(chǎn)生的總開關(guān)電荷不應(yīng)比MAX1737數(shù)據(jù)資料中建議的多得多。如果充電電流超過3A，二極管D1和D4的最大額定電流也應(yīng)增加。

MAX1737充電器內(nèi)部設(shè)置為4.2V ±0.8%）時從恒流模式（CC）切換到恒壓模式（CV）。MAX4163雙通道運(yùn)放配置為修改該門限。放大器A2作為同相放大器連接，增益為1.16，因此當(dāng)其輸入為3.6V時產(chǎn)生4.2V。A2 輸出連接到充電器的 BATT 端子（通常用于檢測電池電壓），因此充電器現(xiàn)在在 3.6V 的電池電壓下從 CC 切換到 CV。

A2 輸入連接到要充電的電池的正極端子。如果與A2相關(guān)的電阻具有1%容差，則終止電壓誤差為3.62V -1.1%/+1.2%。使用容差更好的電阻時，該誤差可能接近充電器的誤差（0.8%）。您還可以使用充電器的 VADJ 功能（引腳 8）獲得更高的精度。

放大器A1配置為增益為1的差分放大器。其基準(zhǔn)電壓（差分輸入電壓為零時輸出假定的電壓）是A2輸出。A1 的輸出連接到充電器的 CS 端子。（IC將充電電流檢測為BATT和CS之間的電壓差。當(dāng)下降穿過 R.CS為零，BATT 和 CS 之間的差異也為零。A1 的差分輸入通過 R 連接.CS.因此，它們兩端的電壓由一增益電路重復(fù)，作為端子BATT和CS之間的電壓差，如IC要求的那樣。ISETOUT 端子設(shè)置為 1/2V裁判，電池充電至3.6V/節(jié)CV，充電電流為0.100V/R.CS以 A1 輸出交付。

受充電器檢測輸入的這些修改影響的另一個參數(shù)是允許開始完全充電的電壓（未經(jīng)修改時，此充電器為2.5V/節(jié)電池）。放大器A2將該電壓（至2.14V）的調(diào)節(jié)系數(shù)與CC/CV切換電壓的系數(shù)相同。當(dāng)連接低于 2.14V 的電池電壓時，充電器進(jìn)入預(yù)認(rèn)證模式，在該模式下，它以 1/10 I 的速度充電外設(shè)置直到電壓升至2.14V以上。然后，它應(yīng)用完全充電速率。

雙通道運(yùn)算放大器的最大電源電壓對該電路可充電的最大電池?cái)?shù)施加了2個限制。圖2顯示了使用圖1修改電路獲得的V/I充電曲線。

圖2.圖1電路的充電電流與電池電壓的關(guān)系。

省會不會：郭婷