使用DS2711/12檢測原電池

DS2711和DS2712松散電池鎳氫電池充電器（設(shè)計用于一節(jié)或兩節(jié)AA或AAA鎳氫電池“松散”電池）檢測堿性原電池并避免充電。本應(yīng)用筆記描述了來自各種制造商的各種二手電池和新電池，并展示了充電器IC如何區(qū)分NiMH可充電電池和堿性原電池。

介紹

DS2711和DS2712松散電池鎳氫充電器為一節(jié)或兩節(jié)AA或AAA鎳氫“松散”電池充電提供了理想的解決方案。它們能夠檢測堿性原電池并避免充電。（堿性原電池制造商不建議為其電池充電，因此充電器必須能夠區(qū)分哪些電池可以安全充電，哪些電池不能安全充電。

本應(yīng)用筆記提供的數(shù)據(jù)說明了這些器件區(qū)分NiMH可充電電池和堿性原電池的能力。它表征了來自各種制造商的各種二手電池和新電池。

電池制造商

收集新的和老化的NiMH可充電電池和堿性原代電池。每個電池都連接到DS2711，DS2711識別電池的化學(xué)成分以及是否為電池充電。

NiMH電池的選擇包括來自：Maxell，Panasonic，Rayovac，Sanyova和Sony的AA和AAA電池。原電池的選擇包括：Duracell Ultra， Rayovac Maximum Plus， Energizer Max， Energizer e2 Lithium， and Energizer e2 Titanium。老化的電池長達一年，并經(jīng)歷了多次充電和放電循環(huán)。

所有NiMH電池均使用DS2711充電，然后放電至目標(biāo)充電狀態(tài)。堿性電池是全新的，從包裝中取出，然后放電到所需的充電狀態(tài)。

電池的阻抗將根據(jù)其剩余容量或充電狀態(tài)而變化。本應(yīng)用紀要選擇了4種充電狀態(tài)：滿電、低電量、空電量和耗盡電量。

“滿”表示DS2711對NiMH電池充滿電。對于堿性電池，“已滿”表示電池仍處于“出廠包裝”狀態(tài)。“低”表示電池在50mA負載下放電至1.2V。“空”表示電池在50mA負載下放電至0.8V。“耗盡”表示電池在50mA負載下放電至0.0V。

阻抗數(shù)據(jù)

進行測量以計算電池放電到所需充電狀態(tài)后每個電池的阻抗。這是通過首先測量開路電壓（V關(guān)閉） 的每個單元格。然后向電池施加500mA充電電流和電壓（V上） 在 .5 秒后測量。然后使用歐姆定律計算阻抗：

表1顯示了每種充電狀態(tài)下所有AA電池的計算阻抗。表2顯示了所有AAA細胞的相同數(shù)據(jù)。

表 1.計算出每種充電狀態(tài)下各種AA電池的阻抗

表 2.計算出每種充電狀態(tài)下各種AAA電池的阻抗

充電結(jié)果

電池阻抗測試閾值 （CTST） 由 CTST 電阻值 （RCTST).R 的值CTST基于所需的阻抗閾值和充電電流。根據(jù)阻抗數(shù)據(jù)確定，AA和AAA的閾值均為160mΩ，將允許可充電NiMH電池（無論是新的還是老化的）通過電池阻抗測試，而堿性電池將無法通過測試。RCTST可以使用以下公式確定

阿·CTST100kΩ用于500mA充電電流和RCTST在本應(yīng)用筆記中，1A充電電流為50kΩ。

表 3 是結(jié)果表中縮寫的圖例?！癗C”表示電池未充電，因為 V超頻大于1.75V，這是DS2711在存在測試中檢測電池插入的限值。 “PC”表示 V超頻小于1.0V，器件進入預(yù)充電狀態(tài)，以相當(dāng)于快速充電電流1/4的降低速率對電池充電。如果 V超頻34分鐘后電池仍未恢復(fù)到1.0V以上，DS2711進入故障狀態(tài)?！癈TST”表示電池未通過電池阻抗測試，導(dǎo)致DS2711進入故障狀態(tài)。電池阻抗測試每 31 秒進行一次。“OV”表示 VCH（施加充電電流的電池電壓）大于1.75V，導(dǎo)致DS2711出現(xiàn)故障。過壓測試在充電期間每秒發(fā)生一次?！癈h”表示電池已由DS2711充電。

結(jié)果表中還包括從充電開始到DS2711進入故障狀態(tài)之間的時間。時間以“XX”（秒）或“XXm”（分鐘）表示，具體取決于哪個合適。此外，“X RS”表示在完全充電之前重新啟動充電的次數(shù)。對于深度放電的NiMH電池，DS2711最初可能會檢測到阻抗過高。但是，在 1 或 2 次嘗試后，阻抗會恢復(fù)到通過電池阻抗測試并正常充電的程度。

表 3.結(jié)果表 4-7 的圖例

表4和表5包含將每節(jié)AA和AAA電池放入DS2711評估板并聯(lián)充電模式，并使用外部充電源提供500mA充電電流的結(jié)果。表 6 和表 7 包含 1 A 充電電流的相同數(shù)據(jù)。

表 4.以500mA充電電流為AA電池充電的結(jié)果

表 5.以500mA充電電流為AAA電池充電的結(jié)果

表 6.以 1A 充電電流對 AA 電池充電的結(jié)果

表 7.以 1A 充電電流為 AAA 電池充電的結(jié)果

總結(jié)

結(jié)果表（表4-7）顯示，DS2711和DS2712能夠檢測堿性原電池并避免充電。在500mA充電速率下，大多數(shù)堿性電池充電31秒，直到由于電池未通過電池阻抗測試而停止充電。當(dāng)以1Amp的較高充電速率充電時，大多數(shù)堿性原電池在充電的前10秒內(nèi)未通過過電壓測試，這也終止了充電。

勁量e2鋰電池是唯一未立即檢測到的原電池。它們對原電池的阻抗值非常低，這使得它們的檢測更加困難。新電池具有開路電壓（V超頻）的大約1.8V，因此由于它們未通過存在測試，因此很容易避免。處于耗盡電荷狀態(tài)的 AA 和 AAA 電池（以及處于空充電狀態(tài)的 AAA 電池）具有 V超頻低于1.0V，因此電池在34分鐘的預(yù)充電期間保持降低的預(yù)充電速率，然后充電終止，對電池沒有任何明顯影響。

低充電狀態(tài)下的勁量e2鋰AA和AAA電池（以及空充電狀態(tài)下的AA電池）是DS2711充電的電池，但它們沒有任何泄漏或爆炸的跡象。唯一明顯的效果是電池在充電終止之前加熱到室溫以上約10攝氏度。與所有原電池一樣，制造商不建議充電。

勁量e2鋰電池充電后，它們被放電到初始充電狀態(tài)，并且它們很快達到該狀態(tài)，這表明很少的充電電流被轉(zhuǎn)換為電池的實際容量。

一些空的或耗盡的可充電鎳氫電池需要重新啟動充電一次或兩次，然后阻抗才能恢復(fù)到足以通過電池阻抗測試。這種重啟發(fā)生在500mA充電速率而不是1Amp充電速率下，因為1Amp充電為電池提供足夠的容量，以在前31秒內(nèi)將阻抗降低到電池阻抗閾值以下。當(dāng)以500mA充電時，將電池恢復(fù)到可接受的阻抗水平需要兩倍的時間。

本應(yīng)用筆記中的數(shù)據(jù)說明了DS2711和DS2712能夠有效檢測和避免對堿性原電池充電，如原電池制造商所推薦的那樣，并且仍然能夠?qū)iMH可充電電池進行適當(dāng)充電。

審核編輯：郭婷