2級充電器的智能電池充電方案準確高效

此應用程序提供了 2 級和 3 級智能電池的電池充電方案。電池充電設計符合 SMBus 標準?規(guī)范。本文還解釋了輸入電流限制對智能電池充電的重要性。提供MAX1645A、MAX1648和MAX1772 2級電池充電器。

SMBus 規(guī)范在標準化便攜式產(chǎn)品、電池和充電器之間的接口方面做了很多工作。SMBus 于 1995 年定義，并且越來越受歡迎。SMBus充電器IC比更通用的充電器IC更復雜，并且具有輕微的成本溢價。即使在決定使用智能電池之后，也可以使用廉價的充電控制IC實現(xiàn)智能充電器。根據(jù)系統(tǒng)及其分區(qū)，更昂貴的IC可以降低整體系統(tǒng)成本。

SMBus 充電器分為兩個不同的類別：二級和三級充電器。市場上有許多二級充電器產(chǎn)品，這使得SMBus兼容系統(tǒng)的實現(xiàn)非常容易。MAX1667就是一個很好的例子。它提供了二級充電器的所有功能，使用該充電器設計SMBus系統(tǒng)就像遵循應用筆記一樣簡單。

圖1.

二級充電器僅接收來自智能電池的命令。智能電池告訴二級充電器正確充電所需的電壓和電流。這是一個強大的概念，導致系統(tǒng)允許很大程度的“化學獨立性”，即使用不同類型的電池的能力。

雖然MAX1667在實現(xiàn)標準的二級充電器方面做得很好，但這種設計要求設計中使用的交流適配器既能以最大速率為電池充電，又能為主機供電。一些系統(tǒng)通過在系統(tǒng)打開時僅允許低充電率來繞過此要求;但是，這會導致系統(tǒng)運行時充電時間過長，即使交流適配器可提供的電量要大得多。

集成了“輸入電流限制”功能的二級充電器可以繞過這一限制。MAX1645A就是這種充電器的一個很好的例子。充電器使用交流適配器可以提供的最大電流進行編程。當流向主機系統(tǒng)和充電電池的電流組合達到極限時，充電器會減少電池的電流輸出，直到輸入電流低于允許的最大電流。這樣，電池的充電時間始終是主機系統(tǒng)消耗的負載的最小值。

圖2.

三級充電器具有二級充電器的所有功能，但能夠啟動與智能電池的通信。這允許充電器實現(xiàn)更復雜的充電算法。充電器可以獲取溫度或其他信息，以便更好地進行充電調(diào)節(jié)。另一種可能性是三級充電器從電池的電量計請求精度信息，并對請求校準的電池執(zhí)行校準周期。

請注意，通過使用二級電池充電器IC并讓主機系統(tǒng)從智能電池獲取必要的充電控制信息，可以實現(xiàn)三級充電器。在這樣的系統(tǒng)中，主機將在其系統(tǒng)的固件中實現(xiàn)電荷或校準算法。然后，主機將與二級充電器通信，以控制其輸出電流和電壓。在這樣的系統(tǒng)中，主機使用二級充電器IC作為可編程電流和電壓源，執(zhí)行三級充電器的功能。在這里，物理連接與二級充電器系統(tǒng)的物理連接相同。

使用主機作為充電器“大腦”的想法可以擴展到使用非SMBus充電控制部件來實現(xiàn)SMBus充電器。MAX1772是帶有模擬接口的電荷控制IC的一個很好的例子，用于實現(xiàn)二級智能充電器。MAX1772還提供“輸入電流限制”。對于不需要“輸入電流限制”的應用，MAX1648是一個不錯的選擇。在這些應用中，主機與電池通信，并使用 A/D 輸出根據(jù)電池的請求控制充電器。

圖3.

憑借各種可用的解決方案和架構(gòu)選擇，可以根據(jù)產(chǎn)品需求定制性能、成本、開發(fā)時間和尺寸。

審核編輯：郭婷