MAX712/MAX713：NiCd/NiMH電池快充控制器全方位解讀

作為電子工程師，在電池充電設計領域，找到一款合適的充電控制器至關重要。今天就來和大家深入探討一下Maxim Integrated推出的MAX712/MAX713 NiCd/NiMH電池快充控制器。

文件下載：MAX713.pdf

產品概覽

基本信息

MAX712/MAX713可對鎳氫（NiMH）和鎳鎘（NiCd）電池進行快速充電，充電直流源需比電池最大電壓至少高1.5V，能對1 - 16節串聯電池進行充電，充電速率最高可達4C。通過電壓斜率檢測模數轉換器、定時器和溫度窗口比較器來判斷充電是否完成。器件由板載+5V并聯穩壓器通過直流源供電，不充電時從電池汲取的最大電流僅為5μA。低側電流檢測電阻可在為電池負載供電的同時調節電池充電電流。

差異與封裝

MAX712通過檢測零電壓斜率來終止快充，而MAX713采用負電壓斜率檢測方案。兩者均有16引腳DIP和SO封裝。僅需一個外部功率PNP晶體管、一個阻斷二極管、三個電阻和三個電容作為外部組件。此外，還有評估套件可供快速評估線性充電器，如MAX712EVKITDIP。

產品特性解析

充電能力卓越

• 能夠快速充電NiMH或NiCd電池，支持1 - 16節串聯電池充電，并且在充電時可同時為電池負載供電（線性模式）。
• 快速充電速率范圍從C/4到4C，還有C/16的涓流充電速率，并且能自動從快充切換到涓流充電。

  智能充電控制

• 多種檢測機制確保充電安全和高效，采用電壓斜率、溫度和定時器三種方式進行快充截止判斷。
• 線性模式功率控制，保證充電過程穩定。不充電時，對電池的最大漏電流僅為5μA，有效延長電池使用壽命。5V并聯穩壓器可為外部邏輯供電。

技術參數詳情

絕對最大額定值

該參數限定了器件的安全使用范圍。例如，V+到BATT - 的電壓為 - 0.3V至 + 7V，不同封裝在不同溫度下的連續功率耗散也有明確規定。超出這些額定值可能會對器件造成永久性損壞，所以在設計中必須嚴格遵守。

電氣特性

涵蓋了V+電壓、BATT+泄漏電流、REF電壓等多項參數。以V+電壓為例，在5mA < IV+ < 20mA條件下，其范圍為4.5V - 5.5V。這些參數為電路設計提供了精確的參考，確保器件在正常工作范圍內穩定運行。

引腳功能詳解

設計與應用指南

設計步驟

1. 遵循電池制造商建議：根據具體電池，參考最大充電電流和充電終止方法，不同充電速率下NiMH和NiCd電池適用的充電終止方法有所不同。
2. 確定充電速率：MAX712/MAX713最慢的快充速率為C/4，可根據電池容量和充電時間計算所需電流。例如，C/3充電速率下，充電電流計算公式為[IFAST =frac{ (capacity of battery in mAh) }{ (charge time in hours) }] 。同時要考慮充電效率，實際充電時間可能會延長。
3. 確定充電電池數量：通過PGM0和PGM1設置，若電池組超過11節，需注意相關電路設計。充電電池節數與編程節數不符可能會使電壓斜率快充終止電路失效。
4. 選擇外部直流電源：電源最小輸出電壓（包括紋波）須大于6V，且比充電時電池最大電壓至少高1.5V，這對確保正常快充終止至關重要。
5. 計算功率耗散：對于線性模式設計，使用公式[PDPNP = (maximum wall - cube voltage under - minimum battery voltage) times (charge current] 計算功率PNP和二極管的最壞情況功率耗散。
6. 限制V+電流：將流入V+的電流限制在5mA - 20mA，可使用公式[R 1=( minimum wall - cube voltage - 5 V) / 5 mA] 選擇R1。
7. 選擇RSENSE：使用公式[RSENSE =0.25 V /(IFAST)] 選擇RSENSE。
8. 設置引腳連接：參考表2和表3設置引腳連接，如以C/2速率快充時，將超時時間設置為充電周期的1.5倍或2倍。

充電狀態

• 快充狀態：在滿足特定條件時，如施加電源且檢測到電池電流、TEMP溫度在TLO和THI之間、電池電壓高于欠壓鎖定（UVLO）電壓等，進入快充狀態。RSENSE設置快充電流，快充時BATT - 和GND引腳之間的電壓差被調節到250mV，DRV根據該電壓差調節吸收電流。
• 涓流充電：選擇C/2、C、2C或4C的快充速率可確保C/16的涓流充電電流，其他快充速率下涓流充電電流可能不是C/16。可通過增加電流放大器增益來內部設置涓流充電電流。

  應用示例

  文檔中給出了充電3節AA、1000mAh NiMH電池的示例，展示了使用MAX712和MAX713在1A速率下充電的結果，為實際應用提供了參考。

總結

MAX712/MAX713 NiCd/NiMH電池快充控制器憑借其卓越的充電能力、智能的控制機制和豐富的功能特性，為電子工程師在電池充電設計中提供了可靠的解決方案。在實際設計過程中，我們需要根據具體需求，嚴格按照設計步驟和參數要求進行操作，以確保充電系統的安全、高效運行。大家在使用過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區分享交流。