ctw用MAX712芯片自制的充电器tyi

ctw用MAX712芯片自制的充电器tyi 用MAX712芯片自制的充电器
一、线路图:
1、rsense电阻取1欧姆时。

充电电流为250MA，0.5欧姆时，电流为520MA，2N6109用TIP42代替，RSHUNT电阻为限流电阻，大约1K，其他参数如图。

转绢流后充电电流是原来的1/8还是1/16取决于PGM3脚的接法:
Rsense电阻两端的电压(mV)
PGM3=V+ 3.9
PGM3=OPEN 7.8
PGM3=REF 15.6
PGM3=BATT- 31.3
使用这个电压除以Rsense电阻值就是绢流电流。

上面电压值是典型值，以实际电压为准，参考英文的说明书中电气参数表。

2、PGM3和PGM2是对最长快充时间编程的，但是这个时间是和充电率有关的阿，不是孤立的看。

注意看一下，在PGM3脚接V，的时候，对应的充电率是4C，此时的充电时间配合PGM2的接法有2种,22和33分钟。

因为你使用的是4C的电流充电，按照充电时间的估算(1/4)*1.4*60=21分钟，所以就得按照表中的接法设置为22分钟，如果是按照2C和4C之间的电流充电，比如说是3C，那充电时间就是
(1/3)*1.4*60,28分钟，那就得按照33分钟的接法来连接PGM3和PGM2脚。

但此时3C和4C充电时PGM3脚都是接V+,按照说明书中的表可知此时的绢流是
Ifast/64，即此集成电路的实际人员认为如果按照4C的充电率充电的话，4C/64的电流是安全的绢流电流，不存在过大的问题。

总之充电时间是和你选择的充电率有关的，不是孤立的，所以定下了充电率也就定下了绢流的大小。

我上面提供的电压值是在非标准充电率下计算绢流大小的计算方法。

你可是自己选择充电率计算一下就知道了
3、充电电流的大小是跟电池的容量有关的，假如我们要对500mAh的电池充电，那充电电流如果是500mA的话，就是1C的充电电流，充电时间是
1×1.4×60,84分钟，那PGM3和PGM2都得接REF脚(定时90分钟)，此时因为PGM3接的是REF所以绢流是500mA/16=31.25mA,这个电流并不大。

如果采用1A的电流充电，那就是2C的充电速率，此时的充电时间大约是
(1/2)*1.4*60=42
分钟，那PGM3,open，PGM2,REF(定时45分钟)，此时因为PGM3是open所以绢流是1000mA/32=31.25mA,还是31.25mA不变。

所以对于给定容量的电池，它的绢流电流大约是固定的，不是你充电的电流大绢流就大了，因为提高电流的同时充电率也大了，此时的绢流计算方法也就变了。

至于/8还是/16不是固定的，是跟充电率有关的。

介绍了一种新型镍镉电池快速充电器专用集成电路MAX712的原理，并给出了使用该芯片
所构成的镍镉电池快速充电器的实际应用电路。

关键词:MAX712 镍镉电池快速充电涓流充电
镍镉电池属碱性电池的一种，它体积小、容量大、输出电压平稳、坚固耐用，已被广泛应用于计算机及通信领域。

对镍镉电池充电有两种方法:一是快速充电，即在尽量短的时间内用恒定的大电流将电池充足电;另一种是涓流充电，就是长时间用小电流对处于备用状态的电池进行充电，以补偿其因自行放电而造成的能量损失，使之总保持电量充足的最佳状态。

MAX712是MAXIM公司生产的镍镉电池快速充电器专用集成电路具有多种可编程功能，可实现充电过程自动化，充电时间短、效率高，使用方便灵活。

1 MAX712的结构与性能特点
1.1 MAX712的内部结构
图1是MAX712的内部结构框图，主要包括:定时器、电压斜率检测器(内含A/D 转换器)、+5V并联式稳压器、上电复位电路(R1、C0反相器F)、控制逻辑、电流和电压调节器(内含电流比较器和电压比较器)、电池电压比较器、温度比较器(过温度比较器、欠温度比较器)、2.0V基准电压源、N沟道MOS场效应管。

1.2 引脚功能
MAX712采用DIP16封装，各管脚功能如下:
BATT+、BATT---接镍镉电池的正、负端;
V+--内部+5V并联稳压器的引出端，该端相对于BATT-为+5V，电源电流最小值为5mA;
VLIMIT--用于设定BATT+~BATT-之间的最大电池电压EM。

设电池个数为N，此端接V+时，EM=1.65N，单位为V;接Vref端时，EM=VLIMIT×N，单位为V，并且VLIMIT应小于+2.5V;
Vref--内部2.0V基准电压源的输出端，可提供1mA的输出电流; PGM0、PGM1--电池电压比较器输入端，用于设置串联电池的数目N; PGM2、PGM3--内部定时器引出端，用于设定快速充电时间tFAST; T--由负温度系数热敏电阻Rt检测到的与温度成正比的热敏电压输入端TH、TL--分别为过温度比较器和欠温度比较器的阈值输入端
--漏极开路的快速充电逻辑电平输出端(负逻辑)，外接上拉电阻。

在快速充电时此端为低电平;在快速充电结束或转入涓流充电时此端变成高电平 CC--电流环路的补偿端。

在CC与TABB-之间接补偿电容
DRV--驱动外部PNP管的引出端
GND--公共地。

1.3 主要特点
采用零电压斜率检测技术。

对1~16节串联的镍镉电池，能以C/3~C速率的大电流快速充电，也能以C/16的速率进行涓流充电(镍镉电池的额定容量用A?H安时表示，如果某电池额定容量为1A?h 若以1A电流充电，充电时间为1h，则称为1C 速率充电);
可编程。

可以编程设定充电电池数量(1~16节电池串联)、充电时间
(22~264min)、涓流充电电流的大小。

只需改变相应管脚的接法，即可实现编程;
部电阻可设定快速充电电流IFAST;
内含电压斜率检测器、温度比较器、定时器。

根据电压斜率、电池温度或充电时间的检测结果，可判断电池是否已充好电。

一旦充好，就立即从快速充电自动切换到涓流充电，确保电池不受损害;
静态功耗低，充电效率高，不充电时最大静态电流仅为5μA。

2 编程方法
2.1 电池数的编程方法
将PGM0、PGM1分别接V+、Vref、BATT-端或开路时，即可对充电电池数(1~16节)进行编程，见表1。

2.2 速充电时间及涓流充电电流的编程方法
将PGM2、PGM3接V+、Vref、BATT-或开路时，可在22~264min之内设定充电时间tFAST，见表2。

PGM3端还设定了从快速充电切换到涓流充电时，涓流充电电流ITR的大小，见表3。

3 镍镉电池快速充电器的实现
由MAX712构成的镍镉电池快速充电器电路如图2所示。

要利用所示电路对3节AA型1A?h镍镉电池充电，选择快速充电时间
Tfast=90min。

查表可知，应将PGM0端接V+，PGM1端接Vref;PGM2、PGM3可接Vref。

VDC为电源输入端，它的电压分3V、4.5V、6V、9V、12V、15V、18V等规格，输入电流分150mA、200mA、300mA、450mA、500m,、750mA、800mA、1000mA等规格。

在本电路中，VDC=9V，输入电流为800mA。

C1为输入端滤波电容，R1是限流电阻。

设VDC的最小电压为VDCmin，内部并联式稳压器的电压为5V，用R1将V+0的最小电源电流限定为5mA，R1的计算公式为:
R1=
设IFAST=1A时，VDCmin=6V 则R1=200Ω，VDC经R1对C2充电;当VC2=V+=+5V 时开始快速充电。

要求C2?0.5μF，现取1μF。

C3是补偿电容，规定C3?5000pF，现取0.01μF。

VT为2N6109型PNP型功率管，其主要参数为:VCBO=80V，ICM=7A，PCM=40W，R2是基极偏置电阻。

VD是阻塞二极管，可防止DRV端的导通电流影响VT的正常偏置，它选用1N4001型1A/50V的塑封硅整流管。

RS为检测电阻，用来设定快速充电电流IFAST值。

因为BATT-与GND之间的电压差为0.25V，故
RS=0.25/IFAST。

当IFAST=1A时，RS=0.25Ω，负温度系数的热敏电阻RT1、RT2采用13A1002型。

该电路在快速充电、涓流充电时的充电电流分别为1A、
1A/16=62.5mA，充电速率分别为C、C/16。

4 MAX712的充电曲线分析
图3是实测的由MAX712构成的镍镉电池快速充电器的充电曲线，充电过程分5个阶段，见图3。

通电前，MAX712只从电池上汲取极少的电能，对应于阶段1，充电电流为μA 级。

在MAX712接通电源而它的上电复位信号到来之前，电池处于涓流充电状态(阶段2)，充电电流为mA级。

当复位信号到来时，只要EM/N,0.4V(0.4V为欠压锁定电压)，就转入快速恒流充电，此时充电电压迅速升高而充电电流很快保持恒定(阶段3)，充电电流为A级。

判断快速充电结束有两种方法:(1)根据电压斜率判断。

MAX712内部A/D转换器(量程1.65V，分辨率2.5Mv)在经过两次连续采样后得到
V1、V2的值，可比较出电池电压的变化斜率，只要V1=V2，说明斜率为零，就从快速充电切换到涓流充电(阶段4)。

(2)根据温度判断，如图4所示。

使用两只负温度系数的热敏电阻，其中RT1与被充电电池表面相接触，以检测电池是否超过温度上限TH，RT2用于感知环境温度。

当T,TH时温度比较器翻转，快速充电结束。

关断电源后进入阶段5，充电电流又降到零。

使用MAX712实际设计的镍镉电池快速充电器充电时间短、充电效率高，克服了普通镍镉电池充电器功能单一、充电电流无法调整、充电时间长且效率低的缺点，取得了良好的使用效果。

可编程镍氢电池快速充电器
摘要介绍了一种新型智能镍氢电池快速充电器专用集成电路MAX712的原理，
并绘出了使用该芯片所构成的镍氢电池快速充电器的实际应用电路。

MAX712 镍氢电池快速充电涓流充电
本文介绍MAXIM公司生产的可编程电池充电管理芯片MAX712/MAX713，利用MAX712/MAX713系列芯片及简单外围电路可设计低成本的单多节镍氢电池或镍镉电池充电器，非常适用于便携式电子仪器的紧凑设计。

本文将在介绍
MAX712/MAX713芯片的特点、功能的基础上，给出典型充电电路的设计方法及应用该充电芯片设计便携式仪器的体会。

关键词:MAX712/MAX713、电压梯度、快速充电、涓流充电
1.引言
MAX712/MAX713系列是MAXIM公司生产的快速充电管理芯片，MAX712/MAX713
芯片适合1,16节镍氢电池或镍镉电池的充电需要，同时根据不同的应用提供了PlasticDIP、NarrowSO和DICE几种可选封装形式，利用该芯片设计的充电器外围电路及其简单，非常适合便携式电子产品的紧凑设计需要。

MAX712/MAX713可通过简单的管脚电压配置进行编程，实现对充电电池支数和最大充电时间的控制，内部集成的电压梯度检测器、温度比较器、定时器等控制电路，根据电压梯度、电池温度或充电时间的检测结果，自动控制充电状态，从涓流充电转到快从快速充电转到涓流充电，以确保电池不受损害。

充电状速充电(低温时)或态识别可由输出的LED指示灯或与主控器接口实现，具有自动从快速充电转为涓流充电、低功耗睡眠等特性。

快速充电速率从C/4to4C可设定，涓流充电速率为C/16。

2.功能特性
MAX712/MAX713的特性相似，差别在于MAX712在检测到dv/dt变为零时终止快速充电模式，而MAX713是在检测到 dv/dt变为负时终止快速充电模
式;MAX712/MAX713都能充电1,16节，具有线性或开关模式功率控制，对于线性模式，在蓄电池充电时能同时给蓄电池的负载供电;具有根据电压梯度、温度或时间
三种方式截止快速充电，并自动从快速充电转到涓流充电;当不充电时在蓄电池上的最大漏电流仅5mA。

3.器件封装及型号选择
MAX712/MAX713的引脚功能描述如下:
VLIMIT:设置单节电池最大电压，电池组(BATT+—BATT,)的最大电压Em
)，且VLIMIT不能超过2.5V，当VLINIT接V+不能超过VLIMIT×(电池数量n 时，Em=1.65n(V)，通常将VLIMIT与VREF连接。

BATT+:电池组正极。

PGM0:可编程引脚。

PGM1:可编程引脚。

通过对PGM0和PGM1脚电压的设定可设置充电电池的的数量，从1,16。

THI:温度比较器的上限电压。

当TEMP电压大上升到THI时，快速充电结束。

? TLO:温度比较器的下限电压。

充电初始，当TEMP电压低于TLO时快速充电被禁止，直到TEMP电压高于TLO。

TEMP:温度传感器输入。

FASTCHG:快速充电状态输出。

PGM2:可编程引脚。

通过对PGM2和PGM3脚电压的设定可设置快速充电的最大允许时间，从33min,264min.
PGM3:可编程引脚。

除设定最大允许时间外，还可设定快速充电和涓流充电的速率。

CC:恒流补偿输入。

BATT,:电池组负极
GND:系统地。

DRV:驱动外围“PNP”。

V+:分路调节器。

V+对BATT,电压为+5V，为芯片提供分路电流(5,20mA)。

? REF:参考电压输出2V。

4.编程应用
4.1.电池数量的设定
在应用中MAX712/MAX713提供可编程引脚PGM0和PGM1，通过对两者采取不同的电压连接方式即可设置充电电池数量(见图4- 1)，1,16节。

而实际充电电池的数量也必须与由PGM0和PGM1编程确定的数量一致，否则利用电压梯度检测充电功能将可能失去意义。

4.2.充电速率及时间的设定
通过对PGM2和PGM3引脚的编程电压设置可设定电池的充电速率和充电时间-1、4-2)。

从表4-1中可以看出，对于 MAX712/MAX713来说，最大(参见表4 允许快速充电时间为264分钟，因此其最小充电速率将不能低于C/4。

快速充电电流可按以下公式计算:
而涓流充电电流ITRICKLET一般为C/16，ITRICKLET与IFAST的关系如表4-3所示。

此外，鉴于电池本生的固有特性(将电能转化为化学能存储)，充电时间效率通常在80%左右，即，当以C/2速率充电时，理论上充电时间为2小时，而实际时间通常为2小时30分钟左右。

5.工作原理
5.1.利用电压梯度充电
图5-1反映了利用电压梯度控制快速充电的全过程。

在时间1内，
MAX712/MAX713从电池吸收很小的电流(5mA左右)，当接通充电电源后，开始对电池以C/16的速率进行涓流充电(因为电池电压低于0.4V)，电池电压开始上升(时间2)。

当单节电池电压上升到0.4V以后，快速充电正式开始(时间3)，电池电压和电池温度持续上升，充电电流保持在设定值不变。

当电池电量达到额定值后，电
池组电压开始下降，即dv/dt为零 (MAX712)或为负值(MAX713)时系统从快速充电转到涓流充电(时间4)，此时电池电压继续下降到一定值后保持不变，电池温度也随之降低。

当充电电源从电路中移开后负载和MAX712/MAX713从电池吸收电流(时间5)。

为保证电路能准确、可靠地工作，在选择直流充电电源DC时，DC必须大于6V且在线性模式下要求DC必须比电池组最大电压高出至少1.5V(开关模式
2V)。

5.2.利用电池温度充电
图5-2显示了典型的利用电池温度变化控制充电的过程，在本例中电池温度比较低(如刚从寒冷的室外环境拿入室内)。

在时间1内， MAX712/MAX713从电池吸收很小的电流(5mA左右)。

当接通充电电源后，开始对电池以C/16的速率进行涓流充电(因为电池温度低于电压)，电池温度逐渐升高(时间2)。

当电池温度对应的电压TEMP升高到TLO时，系统自动转入快速充电，此时充电电流保持恒定，电池温度继续升高(时间3)。

当电池温度对应的电压TEMP升高到THI 时，停止快速充电，又转为涓流充电，电池温度也随之降低(时间4)。

利用温度控制的原理是:通过MAX712/MAX713内部的温度比较器对TEMP的输入电压和TLO、THI设定的电压进行比较，即可控制其充电过程。

当TEMP电压低于TLO或高于TTHI时只能涓流充电，反之可进行快速充电。

在应用中常用热敏电阻作为温度传感器，并通过分压电阻实现，如图5,3所示。

分压电阻的阻值可根据参数计算。

在本例中监测的是电池的相对温升，当T1、T2、T3采用相同特性的热敏电阻时，此温升范围将不随环境温度的影响，如果只监测电池的绝对温度可去掉T2和T3;如允许电池在低温时可快速充电，则需将R5、T3和0.022uF电容去掉，并且将TLO和BATT-相连。

6.应用实例
图6-1所示，由MAX713构成的10节1.2V2000mAh的镍氢电池充电电路，它利用的是电压梯度监测充电，选择直流充电电源DC为 16,24V;快速充电时间为264分钟，快速充电电流为IFAST=500mA;涓流充电电流
ITRICKLET=IFAST/8=500/8= 62.5Ma。

图示C1、C6为滤波电容，R1为限流电阻，设Dcmin=15V，用R1将V+端的电流限定在5,20mA范围内，
涓流充电或停止充电时LED熄灭。

在一般应用中，当充电电池数量超过5,6节或充电电压比较高时，为了减小器(参考图6-2)，鉴于在本应用中要求在充电期件发热，应考虑采用开关模式间同时还要对电池的负载供电，因此只能采用线性模式，而采用减小充电电流来控制器件的发热，但在设计中还需考虑Q1和Q2的散热问题，如增加散热片面积等。

7(结束语
本文介绍的采用MAX713芯片设计的12V镍氢电池组充电电路比较简单适用，整个充电过程及状态显示均由MAX713单独实现，整个电源管理模块简单可靠，只是由于电池组数量较多而且又只能采用线性模式，因此对于Q1、Q2有一定的发热量，但通过加装散热器后得到了改善，现该电路已经在国内某便携式测量仪器中广泛应用，工作稳定可靠。