- 探析新穎而簡單的鋰電池充電器
- 將OSC震蕩頻率進(jìn)行32768次分頻
- 采用LM555或者CD4060等通用IC
隨著手機(jī)、MP3、PMP、DC/DV等手持電子產(chǎn)品越來越大眾化，鋰金屬(Li)和鋰離子(Li+)電池使用越來越普遍，而配用的充電器無論是市售的15元手機(jī)充電器還是較高檔的DC/DV兼容充電器，絕大部分是采用LM324組成的充電電壓檢測和控制線路，這些線路無論從控制精度還是功能方面都不能滿足鋰電池充電特性的要求，直接導(dǎo)致電池充不滿，電池壽命減短以及越來越多的電池?fù)p壞、爆炸等案例發(fā)生。而如果采用國外專用IC來設(shè)計(jì)，則其極其高昂的成本實(shí)在令人無法接受。
有鑒于此，筆者在此介紹兩款由國產(chǎn)新型IC組成的鋰電池充電器，在大致相當(dāng)?shù)目傮w成本下提供了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過LM324方案的性能，具有極高的新穎性和市場前景。
PT7M7433T是上海百利通公司最新設(shè)計(jì)的極高精度的一系列電壓檢測器的其中一款，其檢測精度在0－Vcc (5.5V)范圍內(nèi)小于1mV，而且其批量IC的檢測值偏差<±2.5%，這樣完全保證了批量產(chǎn)品的性能一致性和極高的總體性能，我們利用其配合少量外部電路即可組成相當(dāng)簡單的鋰電池充電線路。
該IC的內(nèi)部框圖和簡單介紹如下：（圖一）
利用這個(gè)IC裝制的充電器電路如下（圖二）
[page]
上面的方案還存在一些不足之處，例如檢測精度由外接電阻R1/R2/R3的精度決定，對于過放電的電池（電池端電壓低于2.8V）沒有一個(gè)小電流預(yù)充的過程，另外該方案的10分鐘補(bǔ)充充電時(shí)間對于較大容量的電池來說不是太足夠，因此針對上述不足之處，我們還提供一個(gè)成本稍高一點(diǎn)，性能更加完善的方案：（圖三）
首先讓我們介紹一下該電路中幾個(gè)IC的功能：
上面電路的另外一個(gè)IC（PT8A25 13）則是一個(gè)極簡單卻極穩(wěn)定的延時(shí)IC，其延時(shí)時(shí)間僅僅取決于 OSC腳的頻率。事實(shí)上該IC就是將OSC震蕩頻率進(jìn)行32768次分頻后用來控制輸出的。之所以采用這個(gè)電路而不采用LM555或者CD4060等通用IC的原因就是因?yàn)樗鄬Χ远〞r(shí)精度更高（其它IC不分頻），定時(shí)時(shí)間更長（可達(dá)數(shù)小時(shí)）。并且電路更加簡單，采用TO-94或SOT-23-4封裝，就像一個(gè)三極管一樣。而價(jià)錢也跟CD4060差不多，使用效果可就好的太多了。
至此大家想必也大致了解了圖三的工作流程了：接上電池和充電器，如果電池電壓低于2.8V，則U1輸出為低（U2輸出也是低），這樣R3和R4的回路都不通，只有R2回路導(dǎo)通，給Q1提供微弱的導(dǎo)通，使之輸出約數(shù)毫安的電流給電池進(jìn)行預(yù)充電，當(dāng)電池電壓上升到超過2.94V(1.05X2.8)時(shí)或者剛接上電池電壓就超過2.94V時(shí)，U1輸出高電平而U2繼續(xù)輸出低電平（電池電壓還沒達(dá)到4.2V J）,這時(shí)R2通路截止而R3通路導(dǎo)通（因?yàn)镼4導(dǎo)通且其源極電平為低－因U1輸出拉低），從而由較小阻值的R3令Q1完全導(dǎo)通，提供一個(gè)數(shù)百毫安的大電流恒流充電，而當(dāng)這個(gè)恒流充電過程慢慢令到被充電的Li+電池端電壓上升到4.2V時(shí)，U2也輸出高電平從而關(guān)閉Q4,但是它同時(shí)也給U3提供了電源導(dǎo)致U3開始工作，這樣U3觸發(fā)Q3使R4導(dǎo)通提供一個(gè)很小的補(bǔ)充充電電流，直至U3達(dá)到定時(shí)時(shí)間從而關(guān)閉Q3，這時(shí)整個(gè)充電過程才完全結(jié)束。
相比而言，第二個(gè)方案增加了前期智能判斷電池狀態(tài)和自動(dòng)預(yù)充電過程，以及延長了末尾的補(bǔ)充充電過程的時(shí)間，各個(gè)階段的充電電流可調(diào)并且補(bǔ)充充電時(shí)間可調(diào)（數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)），因此該方案對鋰電池充電具有更好的精確性和安全性，加上價(jià)錢便宜，功能也比較完善，相信很快會取代市面中低檔的充電器特別是那些廉價(jià)的手機(jī)電池充電器。
