新型高性能超級(jí)電容充電器的設(shè)計(jì)方案
1 引言
鋰離子電池因具有體積小、重量輕與能量密度高等優(yōu)勢,所以在GSM/CDMA和高端便攜式產(chǎn)品(如數(shù)字相機(jī)、攝像機(jī)等)中被廣泛應(yīng)用。鋰離子電池在使用中為避免過充電、過放電對(duì)其造成的損害,而對(duì)保護(hù)電路要求較高。從而要求鋰電池充電器具有嚴(yán)格與完善的安全保護(hù)特性。
為此,應(yīng)用新型的DS2770和DS2720芯片可以設(shè)計(jì)一個(gè)具有充電控制、電源控制、電量計(jì)數(shù)、電池保護(hù)、計(jì)時(shí)和對(duì)電池組能識(shí)別等功能的高性能鋰電池充電器,其原理圖如圖1所示。它可替代目前市場上已有的鋰電池保護(hù)/充電控制電路(充電器)。
2 充電組合電路(充電器)的組成
2.1 電路組成
如圖1所示,整個(gè)組合電路由DS2770充電控制器/電量計(jì)、DS2720電池保護(hù)器、DS2415實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)三個(gè)芯片組成。它們均公用一個(gè)地 (VSS或Gnd)、電源(Vdd)和通信線(DQ或DATA)。而所有的電容(從C1到C10)和電阻(從R1到R12)的作用是對(duì)干擾信號(hào)濾波及對(duì)ESD(靜電放電)的保護(hù)。
圖1 新 型 高 性 能 鋰 離 子 電 池 充 電 器 設(shè) 計(jì) 方 案 圖
該充電器的負(fù)載(即主設(shè)備)是通過PACK+和PACK-引腳獲得電源的,而充電器與主系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信是通過標(biāo)準(zhǔn)的l-Wire接口(標(biāo)為DATA)進(jìn)行。DS2720芯片的的PS引腳和主系統(tǒng)的開/關(guān)控制相連接,且作充電器的使能輸入(低電平有效)。圖1中引腳Charge source可連接到充電電源,而充電電流能按照電池額定的充電條件加以限制,其充電電壓最高至15V。
整個(gè)充電器在工作模式下消耗不足100μA的典型電流,而處于靜止?fàn)顟B(tài)(即鋰電池不處于充電狀態(tài))時(shí)典型消耗電流不到20μA。
2.2 DS2770芯片功能與特點(diǎn)
DS2770是一款集成了電池電量計(jì)量和鋰離子或鎳基電池充電控制器的新型芯片,其框圖如圖2所示。它還包含一個(gè)可選擇的25mΩ檢測電阻,用來實(shí)現(xiàn)充電電流測量。內(nèi)置的測量電路能檢測電壓和溫度值,作為充電終止的判據(jù)和安全充電環(huán)境的判據(jù)。所有測量結(jié)果保存在16字節(jié)的SRAM存儲(chǔ)器中,它的40字節(jié)的EEPROM留給用戶使用。與主系統(tǒng)所有信息交換都通過它的標(biāo)準(zhǔn)的l-Wire通信接口實(shí)現(xiàn)。該芯片為低功耗,工作狀態(tài)耗電僅為80μA,靜態(tài)消耗電流為0.5μA。
圖2 DS2770框圖
DS2770引腳及其功能如下:
UV 當(dāng)電池電壓檢測為低值時(shí)的輸出端,其低電平有效;
CC 充電控制輸出,其低電平有效;
Vch 充電電壓輸入;
評(píng)論