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(shè)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(shè)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(shè)計要求設(shè)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