经济可靠的新型镍氢_镍镉电池快速充电器,Ni-Cd Ni
经济可靠的新型镍氢_镍镉电池快速充电器，镍镉镍氢
关键词：经济可靠的新型镍氢镍镉电池快速充电器
随着手机、MP3等电子产品对充电电池的需求迅速扩大，对功能可靠、价格经济的充电器的需求越来越迫切。 随着人们的不断研发，各种新型充电器也不断涌现，笔者在这里介绍其中的一种。
是公司最近推出的一款专用于镍镉、镍氢电池的廉价快充控制IC（1小时快充）。 该IC集成了DV检测、电池电压检测、温度检测及保护、涓流充电保持等功能，提供了较为完善的充电控制。 下面简单介绍一下IC的功能：
它是一款集成功能ASIC，包含高性能控制模块、2.0V稳压器、高精度AD转换器以及一些输入输出电路，全部集成在一个8脚双列直插式插件中(DIP-8) 或 SMD (SOP-8) 封装。 2.0V稳压器用于时钟振荡、ADC电路、电池温度检测电路等需要稳定供电的电路模块，而内部AD转换器则用于将电池温度、电池电压等模拟测量数据转换为控制模块识别电池状态等
IC内部功能框图如下：
图1
使用该IC安装的镍氢、镍镉电池充电控制器电路如下：
图二
R12/ZD1/R13/C8/C7为IC提供电源（IC供电电压范围为2.2-3.0V）。 R1/C1组成64KHz时钟振荡器，为整个电路提供时钟。 LED1用于指示充电状态（充电时恒流LED1常亮，涓流充电时闪烁）。 Vee为内部参考电压输出端。 2.0±0.05V 的稳定输出电压不仅供内部 ADC、时钟等电路使用，还通过该引脚输出为外部温度检测电路和其他必要电路供电。
R10/R11/Q3构成充电限流电路。 如果充电路径电流增加，R10 上的电压就会增加。 当上升到Q3的Vbe时，Q3趋于导通，导致Q1的be结短路。 充电时电流减小，相互影响到电流平衡点。 这个平衡点主要取决于R10的阻值。 图中选择1.2W，使充电电流约为600mA。
R10/Q1/D2构成电池的充电电路，提供充电器到电池的通道。 Q1的通断由IC通过Q2控制。 IC根据电池充电状态控制Q1提供快速恒流充电。 当电池充满电时，IC控制Q1以1/10的时间比例间歇导通，实现涓流充电，使电池保持充满电状态。 充电过程中，NTC/R2电路检测电池本体温度，R3/R4电路检测电池电压，供IC内部判断电池状态。
镍氢电池是近年来得到广泛应用的充电电池的一种。 具有容量大、使用寿命长、环保等优点。 适合他们的充电器有着巨大的市场。 利用镍氢电池在充电过程中的-DV特性，我们可以可靠地检测电池是否充满。 除了具有与镍氢电池不同的其他特性外，镍镉电池在充电过程中还具有-DV特性。 因此，该充电器也可用于镍镉电池的充电控制。 典型的充电特性曲线如下。
图3
如图所示，电池在充电开始时会出现短暂的假高电压，然后在几分钟内迅速下降并进入正常的电压上升过程。 因此，在充电的前5分钟内不会检测到电池电压。 状态以避免此间隔并防止误检测-DV，但在此期间IC也会连续检测电池温度。 如果温度过高，也会切换到涓流充电状态，甚至完全关闭充电路径，以保护电池。 如果充电过程中由于某种原因没有出现-DV现象，且电池电压很高，导致2脚电压超过1.8V（例如电池未完全放电就充电），则IC也会进入涓流充电状态，实现最大电压保护。
随着充电的继续，电池电压继续上升。 该电压由 R3/R4 网络分压，然后连接到 IC 的引脚 2。 IC内部的ADC不断地将引脚2处的电压转换为AD。 当电池充满时，电压下降，使IC检测到IC2引脚上有约12mV-DV后，受IC控制进入涓流充电状态。 此时充电电流仅为恒流快充状态的1/10，仅用于维持电池的满充电状态。 另外，由于电池充满电后电压会迅速上升，因此IC会不断检测电池温度，同时检测电池的-DV特性和最大电压保护。 如果温度升高，靠近电池本体安装的NTC热敏电阻的阻值减小，NTC与R2分压点的电压，即IC3引脚的电压升高。 选择合适的R2可以使温度超过40℃时IC3引脚电压为(0.887*Vee=0.887*2.0V=1.774V)。 此时，IC控制切换为涓流充电。
如果在涓流充电过程中电池温度继续升高，当IC3引脚电压达到（0.897*Vee = 0.897*2.0V=1.794V）时，IC将完全切断充电电路，以保护电池免于过热。 充电损坏。
如果持续充电90分钟仍未检测到上述现象，IC也会切换到涓流充电，以达到最大充电时间保护。 基于以上几点，它在充电过程中还具有DV检测/最大电压/最高温度/最长充电时间等完善的保护。
以上给出的电路参数适用于对2节串联的NiMH/NiCd电池进行充电，并且可以达到充电电池的最大容量。 如果需要适配更大容量的电池（如新款1800-），只需更换Q1/D2和R10这三个部件并添加适当的散热器即可提供更大的电流容量。 如果限制外部电源提供的电流，还可以取消R10/R11/Q3，组成充电限流电路（短接R10），可以有效降低电路温升。
此外，有许多实际产品使用一节电池。 此时只需取消电池检测电路的R3电阻即可。 此时电池电压通过R4直接连接到IC（仅起到限流作用）。 此外，还有很多产品采用4芯/6芯/8芯甚至12芯电池组。 这种情况下，只需改变原电路上不同的R4阻值即可。 对于4芯电池组，如果R3为100K，R4为270K。 对于同样的6芯电池，R4=430K，对于8芯电池，R4=620K。 当然，功率输入也必须相应调整。 对于电池充电，输入电压约为 3.0-3.5V，因为充电通道上消耗了约 1.3V 的压降。 不要盲目提高输入电压。 额外的输入压降实际上会消耗在Q1上，这不仅会降低效率，还会导致Q1的温升增加。 具体原因请自行分析。 如果需要其他详细资料或样品，请联系作者。