镍氢电池充电器设计

万方数据
６ｎ
山东工程学院学报
２．ｊＶ时．ＢＡＴＴ＋至ＢＡＴＴ一的最大电压等于ｖ¨。。，×设置电池数目．外接滤波电容Ｃ１２３可使回路稳
源自文库
定，通常Ｃ１２３＞１０ｐＦ，对外部负载输出功率时应增大Ｃ１２３电容值． 外接电容Ｃ１２１影响电流环路的稳定．电流环的带宽ＢＷｃＲＬ由下式决定
ＢＷｆＲＬ（Ｈｚ）一骺／ＣⅢ
摘要：论述了一款便携式仪器可充电电池充电器的设计过程，同时详细介绍了新型便携式仪
器用镍氢／镍铬快速充电器的设计原理．
关键词：镍氢／镍铬电池；快速充电；ＭＡＸ７１３
中图分类号：ＴＧ２５０．２
文献标识码：Ａ
在设计一款汽车用耗油量测试仪的时候，为了使仪器使用起来方便、减小仪器的体积和外界对仪器 测量精度的干扰，在仪器内部我们使用了６节１８００ｍＡｈ的镍氢可充电电池作为仪器的电力供应，保证 了仪器使用的可靠性．同时为了保证仪器内部可充电电池的安全使用寿命，设计了这款便携式仪器用镍 氢／镍铬快速充电器，从使用的效果来看，达到了设计的目的．
ＡＣ输入电压范围：１００Ｖ～２６０Ｖ ＩＸ：输出额定电压：９．７Ｖ ＤＣ输出最大电流：８００ｍＡ 具体线路见图３所示，这里不详细介绍线路原理，请参看有关开关电源的设计文献．
参考文献： ［１］关德新编单片机外图器件实用Ｔ－Ｓｔ［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社．１９９８． １２３ＭＡＸＩＭ器件手册·ＭＡＸＩＭ公司．１９９０
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Ｃ１２２ ｌｆＨＫ
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田２应用电路 Ｆｉｇ．２ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ
仪器内部６节１８００ｍＡＨ的镍氢电池ＢＡｌ０１标称电压为７．２Ｖ，二极管１）１０２为防止电池经ＤＲＶ 端对芯片放电，接人电源后，通过Ｒ１２０对Ｃ１２２充电，当Ｖ＋端达到５Ｖ即为稳定，并开始快速充电．
外部仅需一个功率晶体管、一个二级管、三个电阻和三个 电容．大功率充电时，可构成开关型电池充电器，以减小功耗．
２主要性能
Ｆ ，Ｅ
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警端搿ＭＭ篇
圈１引脚圈 Ｆｉｇ １ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ ｄｉａｇｒａｍ
对镍氢或镍铬电池快速充电；可对１节至１６节串联电池 充电；线形或开关型电源控制；充电同时提供电池负载功率；快速充电速率由Ｃ／３至４ｃ；涓流充电速率 Ｃ／１６；自动切换快速充电与涓流充电；电压斜率、温度和定时器检测快速充电关断；不充电时，电池最大
Ｎｉｅｄ／ＮｉＭＨ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｆａｓｔ—Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｅｒ
ＺＨＡＮＧ Ｒｕｉ
（Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｉｈｏ ２５５０９１，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｆａｓｌ ｃｈａｒｇｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｏｒｔａｂｌｅ ｉｎｓｔｒａｍｅｎｌ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｉｓ Ｉｎｔｒｏｄｕｅｅｄ ｌｎ ｄｃｔａｉｌ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｎｉｅｄ／ＮｉＭｈ ｂａｔｔｅｒｙ；ｆａｓｔ—ｃｈａｒｇｅ；ＭＡＸ７１３
在使用中我们选取０．５ｆｌ的电阻代替０．４２ｆｌ的电阻． Ｉｒ一”也由充电速率决定．充电速率为ｃ，则充电约需１小时；Ｃ／３则需充电约３小时．Ｉ，．ｓＴ可由下式 决定
ＩＦＡｓＴ一电池容量／充电时问一１８００ｍＡｈ／３ｈ一６００ｍＡ 涓流充电时，ＭＡＸ７１３通过改变电流放大器增益，也改变了Ｒ１１８上的限流门限，实现不同涓流的 控制．涓流大小由管脚ＰＧＭ３设置．ＭＡＸ７１３应用时主要有三种设置．： （１）充电电池节数设置：根据不同的电池数，由管脚ＰＧＭＯ和管脚ＰＧＭｌ的组合进行设置， （２）充电速率设置：根据充电速率确定充电时问，再由管脚ＰＧＭ２进行设置． （３）涓流电流设置：根据所选涓流电流，由管脚ＰＧＭ３进行设置． 根据我们的需要，将ＰＧＭＯ，ＰＧＭｌ，ＰＧＭ２，ＰＧＭ３的关系设置为： ＰＧＭ０：开路， ＰＧＭｌ：开路．与ＰＧＭ０组合选择电池数为６节． ＰＧＭ２：接ＢＡＴＴ一端． ＰＧＭ３：接ＲＥＦ端，与ＰＧＭ２组合选择充电时间为３小时，充电斜率限制开， 电压稳定回路稳定ＢＡＴＴ与ＢＡＴＴ之间的最大输出电压，电流稳定回路稳定充电电流，包括快速 充电电流和涓流充电电流．若负载按典型应用电路的连接，稳定回路可以保证：（１）上电时，取走电池而 不中断负载电流；（ｚ）负载电流变化不影响对电池充电． 当Ｖ。一川－被置于Ｖ＋端，ＢＡＴＴ＋至ＢＡＴＴ一的最大电压等于１．６５Ｖ×设置电池数目．ｖＬＴ。。。被置小于
输入电源ＤＣＩＮ最低时．应保证流人Ｖ＋电流５ｍＡ，由此计算Ｒ１２０ Ｒ１２０一（Ｖｒ）ｃＴＮ．ＭｌＮ ５Ｖ）／５ｍＡ一（９．０Ｖ一５Ｖ）／５ｍＡ一９１０ｎ
快速充电状态，使用中我们采用检测充电斜率的方式来检测电池是否充满．快速充电电流Ｉ…由
电流采样电阻Ｒ１１８和限流门限电压２５０ｍＶ所决定，由下式计算 Ｒ１１８—０．２５Ｖ／ＴＦ＾ｓＴ一０．２５Ｖ／６００ｍＡ一０．４２０
充满，自动转入小电流的涓流充电状态．通过定时器、电压斜率检测和温度比较器来检测电池充满状态． 不接电源时，ＭＡＸ７１３仅从电池吸入最大５ｐＡ的泄露电流．典型应用电路如（图２）所示．
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电压斜率检测．比较采样间隔１一的电池电压，可得充电电压斜率．电压斜率的分辨率为２．５ｍＡ／ ｔ／。．ＭＡＸ７１３检测到电压斜率为负即判断电池充满并关断快速充电．
为了配台ＭＡＸ７１３管理芯片的使用，前端的ＡＣ／ＤＣ变换部分我们采用丁开关电源ＡＣ／ＤＣ变换 方式而舍去使用变压器的传统Ａｃ／Ｄｃ变换方式．这种方式使得充电器自身的重量大大减小，同时适应 交流电压的范围大大加宽．其具体的参数为
收辅日期ｚ００２ ０１ ０５ 作者筒介：张睿（１ ９７０）．女．山东秦安人．山东理工大学计算机科学与技术学院讲师．从事通信工程方向的研究
万方数据
第ｌ期
张睿：新型便携式仪表用镍氮／镍铬快速充电器
泄露电流５＂Ａ；十５Ｖ并联稳压器驱动外部逻辑电路． ＭＡＸ７１３以恒流对电池充电，工作时处于二种状态之一．快速充电状态为大电流，一旦检测到电池
万方数据
第１ ６卷第１期 ２００２年３月
山东工程学皖学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
文章编号：１００７ １８５７（２００２）０１—００５８—０３
Ｖ０１．１６．Ｎｏ １ Ｍａｒ，．２００２
新型便携式仪表用镍氢／镍铬快速充电器
张睿
（山东理工大学，山东淄博２５５０９１）
对于１８００ｍＡｈ的镍氢可充电电池来说，正确的充电放电过程是安全使用电池的前提．一般情况 下．电池损坏的原因多为过充电或是过放电，由此给电池造成不可恢复性的破坏，所以科学的对可充电 电池进行冲放电很关键，为些我们使用美国ＭＡＸＩＭ公司的一只专用充电控制芯片对镍氢可充电电池 进行充电维护．
１原理
ＭＡＸ７１３是美信公司生产的专门用于对镍氢、镍铬电池 进行充电的控制芯片，它能控制产生比最高电池电压至少大 １ｖ的电源，对镍氢或镍铬电池进行快速充电．可对１节至ｌ一， 节串联电池组充电，最快充电速率达４Ｃ，通过检测充电的电 压斜率为负来结速快速充电．并允许对电池充电同时，对外部 负载供电．采用１６脚ＤＩＰ或ＳＯ封装（如图１）
式中ｇ。一０．００１８Ｓ（西门子）；ｃ：单位为Ｆ（法拉）． 为保证环路稳定，应满足：
ＢＷ。。．ｆ．萁中，。是Ｑ．的共发截ｌＬ频率．
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