安森美针对充电电池的低成本CCR充电解决方法

关于手机、数码相机(DSC)、音乐播放器等便携设备中常见的单节锂离子电池等而言，充电一直是一个颇有挑战性的问题，因为既要满足特定应用要求，又要确保安全和无故障的充电操作。本文将讨论怎么样将安森美半导体的恒流稳流器(CCR)用于可充电电池的低成本充电电路，为其供应了终止充电的简单控制器。

电池种类及充电技术选择

三种最常见的充电电池分别是镍金属氢化物(NiMH)、镍镉(NiCad)和锂离子(Li-ion)。电池充电速率用字母C表示。C含义了1.0小时的电池容量。例如，一个额定值为800mAh(毫安时)的电池可以用0.5C充电，因而使电池完全充电要以400mA充电电流充电超过2个小时。图1是充电电路的基本框图。

1)镍氢和镍镉电池

镍氢电池的额定电压为1.2V/节，应该用高达1.5-1.6V/节的电压充电。要决定何时中断充电有几种不同技术可以采用，其中包括：峰值电压检测、负Δ电压、Δ温度(dT/dt)、温度阈值和按时器。关于高端充电器这些技术都有可能组合用在一个充电器当中。

CCR充电器是一个峰值电压检测电路，可在预定峰值终止充电，为上述电池的充电供应了一个合适的解决方法。其预定峰值电压为1.5V/节，可将电池充电至约97%的程度。镍镉电池可以使用该电路充电。其表现与镍氢电池非常相似，所以这种方法很合适。

2)锂离子电池

对锂离子电池而言，常用的充电方法是在0.5C到1C条件下通过涓流充电将电池充电至4.2V/节。在充电过程中，锂离子电池的温升应保持在低于5℃，较高的温升表明可能会引发自燃。涓充部分的充电周期电池温升最大，最有可能自燃。由于这个问题，高端充电可使用智能IC(如安森美半导体的NCp1835B)来监视和控制锂离子电池的充电过程。

恒流稳流器(CCR)充电电路设计

本文讨论的CCR控制器没有使用涓流充电，因此消除了可能自燃的问题，让电池处在一个安全工作区有助于提高电池的使用寿命。不过，不使用涓流充电，电池将只能充电到约85%的程度。

1)设置参考电压

利用三端可编程分流稳压器TL431可以设置参考电压。它可在其参考引脚供应一个恒定的2.5V输出。当如图2所示连接两个外部电阻时，参考电压可以选为2.5V至36V。出于我们的目的，我们将R2设置为1.0kΩ，并将Rref调整到我们想要匹配的参考电压。用来得出R2/Rref比率的公式是：

连接到TL431阴极的电阻用来限制电流，并将参考电压与输入电压分开。