3v電池充電器的電路課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-10-02 18:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ATT– PGM1 V+ 開(kāi)路 VREF BATT– V+ 開(kāi)路 VREF BATT– 實(shí)際充電鎳氫電池的數(shù)量也必須與由 PGM0 和 PGM1 引腳編程確定的數(shù)量一致，否則利用電壓剃度檢測(cè)充電功能將可能失去意義。 (2)充電速率及充電時(shí)間的設(shè)定 通過(guò)對(duì) PGM2 和 PGM3 引腳的編程電壓設(shè)置，可以設(shè)定鎳氫電池 的充電速率和充電時(shí)間。采取不同的電壓連接方式時(shí)最大充電時(shí)間的設(shè)定見(jiàn)下表 23。 表 23 最大充電時(shí)間的設(shè)定 最大充電時(shí)間 (min) A/D 采樣時(shí)間 Ta(s) 電壓剃度檢測(cè)充電 PGM3 連接方式 PGM2 連接方式 22 21 不能 V+ 開(kāi)路 22 21 能 V+ REF 33 21 不能 V+ V+ 33 21 能 V+ BATT– 45 42 不能 開(kāi)路 開(kāi)路 45 42 能 開(kāi)路 REF 西京學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 26 頁(yè) 66 42 不能 開(kāi)路 V+ 66 42 能 開(kāi)路 BATT– 90 84 不能 REF 開(kāi)路 90 84 能 REF REF 132 84 不能 REF V+ 132 84 能 REF BATT– 180 168 不能 BATT– 開(kāi)路 180 168 能 BATT– REF 264 168 不能 BATT– V+ 264 168 能 BATT– BATT– 從上表中可以看出，對(duì)于 MAX712 芯片來(lái)說(shuō)，最大允許快速充電時(shí)間為264min，因此其最小充電速率將不能低于 C/4。快速充電電流 IFAST 可按以下公式計(jì)算： )( )(hm A hI F A S T 充電時(shí)間充電電池容量? (21) 式中： IFAST—— 快速充電電流 對(duì)于 MAX712 芯片來(lái)說(shuō)，涓流充電速率一般為 C/16， IRT 與 IFAST 的關(guān)系見(jiàn)下表 24。 表 24 涓流充電電流 IRT與快速充電電流 IFAST的關(guān)系 PGM3 連接方式 快速充電速率 涓流充電電流 (IRT) V+ 4C IFAST/64 西京學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 26 頁(yè) 開(kāi)路 2C IFAST/32 REF C IFAST/16 BATT– C/2 IFAST/8 此外，鑒于鎳氫電池的固有特性，充電速率通常在 80%左 右，即當(dāng)以 C/2速率充電時(shí)，理論上充電時(shí)間為 2h，而實(shí)際充電時(shí)間通常為 左右。 芯片的選擇與比較 從上述兩種芯片的介紹可以看出， MAX712 可通過(guò)簡(jiǎn)單的引腳電壓配置進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電鎳氫電池?cái)?shù)量和最大充電時(shí)間的控制。 MAX712 內(nèi)部集成的電壓剃度檢測(cè)器、溫度比較器、定時(shí)器等控制電路，根據(jù)電壓剃度、鎳 氫電池溫度或充電時(shí)間的檢測(cè)結(jié)果，自動(dòng)控制充電狀態(tài)，從涓流充電轉(zhuǎn)到快速充電 (低溫時(shí) )，以確保鎳氫電池不受損害。充電狀態(tài)識(shí)別可由輸出的 LED 指示燈或接口實(shí)現(xiàn)，具有自動(dòng)從快速充電方式轉(zhuǎn)化為涓流充電方式，低功能睡眠等特性。快速充電速率從 C/4 到 4C 可設(shè)定，涓流充電速率為 C/16。 通過(guò)這兩種芯片比較可知， MAX846A 最典型的應(yīng)用就是作為一個(gè)獨(dú)立的限壓電流源為電池充電，而它大都運(yùn)用在鋰電池中，且多數(shù)在浮充充電中用，要實(shí)現(xiàn)快速充電相對(duì)來(lái)說(shuō)較麻煩。而利用 MAX712 芯片所設(shè)計(jì)電路要求采用最簡(jiǎn)單的控制方式，使得該 鎳氫電池 充電器能進(jìn)行 定時(shí)控制、電壓控制和溫度控制；具有 過(guò)壓、過(guò)流、充電電池保護(hù)功能和充電時(shí)間短的特點(diǎn)。 MAX712 系列專(zhuān)用集成電路具有多種可編程功能，可實(shí)現(xiàn)充電過(guò)程自動(dòng)化，充電時(shí)間短，效率高，使用靈活方便。 本論文中設(shè)計(jì)的鎳氫電池快速充電器中所用的芯片選用的是 MAX712快速充電管理芯片。利用 MAX712 芯片設(shè)計(jì)的充電器外圍電路極其簡(jiǎn)單，非常適合西京學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 共 26 頁(yè) 便攜式電子產(chǎn)品緊湊設(shè)計(jì)的需要。 圖 24 由 MAX712構(gòu)成的鎳氫電池快速充電電路的原理圖 (注：圖中引腳 F 指引腳 FASTCHG ) 充電器依據(jù)的原理就是 MAX712 充電管理芯片的特性 ， PGM0 和 PGM1 根據(jù)電池的不同數(shù)目有不同的接法，如果電池?cái)?shù)目和 PGM0、 PGM1 的編程數(shù)目不符，將使決定快速充電的電壓坡度電路失效。根據(jù) BATT+、 BATT間的電壓和 PGM0、PGM1 編程的電池?cái)?shù)目，可以算出每節(jié)電池的電壓。如果每節(jié)電池的電壓低 于， 只能 涓流 充電，直到每節(jié)電池的端 電 壓大于 ，才開(kāi)始快速充電。西京學(xué)院機(jī)電工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 26 頁(yè) 溫度比較器根據(jù)設(shè)定的溫度上限 (THI)、下限 (TLO)及當(dāng)前溫度 (TEMP)，發(fā)出冷或熱的信號(hào)給控制邏輯，控制邏輯決定快速充電還是 涓流 充電。 PGM2和 PGM3根據(jù)電池的充電時(shí)間不同有不同的接法，從而決定了 ΔV ，并送給控制邏輯 ΔV和充電時(shí)間。從 V+端連接的 POWERONRESET 電路可以檢測(cè)到外電源供電的開(kāi)始，并將該信號(hào)送到控制邏輯?？刂七壿嫺鶕?jù)接收的所有信息，決定是否快速充電，如果快速充電，它還會(huì)送出相應(yīng)信號(hào)到第 8 腳。 外圍電路：由于芯片本身就已經(jīng)具有 根據(jù)電壓坡度、溫度或時(shí)間三種方式 檢測(cè)并 截止快速充電，并自動(dòng)從快速充電轉(zhuǎn)到 涓流 充電的功 能 ，所以外圍電路只需要給芯片提供溫度檢測(cè)回路、直流電源供電回路、快速充電的指示回路和快速充電電流的控制回路，以及一些其它的簡(jiǎn)單電路。 由 MAX712 構(gòu)成的鎳氫電池快速充電電路的原理圖如圖 44 所示。 充電器 電路分析 根據(jù)上述鎳氫電池快速充電電路的原理圖 24 所示，要利用該電路對(duì) 3節(jié) AA 型 1Ah 鎳氫電池充電，選擇快速充電時(shí)間 TFAST=90min。電源輸入有 3V、 6V、 9V、 12V、 15V 和 18V 等規(guī)格，輸入電流分別為 150mA、 200mA、300m
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