MAX712是MAXIM公司生产的供镍氢电池快速充电的一款控制芯片(图1为方框图)。对电池进行恒流充电,电池的电压将会随时间的推移而增加,当电池充满时,电池的电压将不再增加而保持不变。此时,充入电池的电能将不再转化为化学能,而变为热量,电池的温度会比充电未满时增加许多。据此,判断电池是否充满,一般有以下三种方式:

1.⊿V检测方式:隔一定的时间对电池的电压进行采样,如果⊿荪V/⊿荪t>0,表示电池还未充满,需要继续充电;如果⊿荪V/⊿荪t≤0,表示电池已经充满。
2.温度检测方式:当电池的温度会比充电未满时增加许多时,可认定电池已经充满。
3.充电时间限定:在给定的电流下,根据公式计算出所需要的时间,如果充电时间达到预定值,认定电池已经充满。
MAX712工作原理
以上介绍的三种检测方式MAX712都具备,其引脚功能见表1。在实际使用中,你可以使用其中的任意一种或综合使用。MAX712具有以下特点:可以充1至16节电池;充电过程中还可以对负载进行不间断供电;检测到电池充满时,自动关闭快充模式而转入涓流充电模式。

当IC加电后,内部复位,时钟开始倒计时,如果温度条件满足,并且每节电池的电压大于0.4V,系统开始对电池进行快速充电。控制逻辑有四路信号输入:时钟的倒计时终止信号,温度检测电路输出的温度满足信号,9荪V检测电路输出的满足信号和比较器的电流反馈信号。以上信号送入控制逻辑后由它作出裁决,再控制输出电路,经DRV驱动电流调整管。如果倒计时结束,或电池电压不再升高,或电池温度有明显上升,这三个条件有一个满足时,控制逻辑作出结束快充而进入涓流充电模式。BATT-将R-sense上的电压信号经过内部放大后送往控制逻辑,经逻辑判断、输出电路、电流控制管等构成一大反馈,使充电过程保持恒流状态。
图2是MAX712用于连续方式的典型接线图,R1为限流电阻,电源通过R1向MAX712提供工作电压,C1为滤波电容,使用时应尽量使之靠近MAX712;VT为电流调整管,R2提供偏流,VD为防倒灌二极管;R-sense为电流检测电阻;C2为滤波电容;当不使用温度检测时,接入R3、R4。

设计说明
1.由PGM0、PGM1的连接来确定被充电电池的数目,见表2。

2.由PGM3、PGM2的连接来设置最长充电时间,见表3。

3.R-sense的选取
MAX712通过检测R-sense上的电压来获取充电电流信息,送入MAX712进行电压放大。阻值选取:
R-sense=0.25V/I-fast ,I-fast为快充电流。
4.R1的选取
MAX712通过R1获得工作电压,流入V+脚的电流需保持在5mA~20mA,R1值为:R1=(V\(_{DCin}\)-5V)/5mA
实用电路
经过验证的电路示于图3,用MAX712给两节5号1300mAH镍氢电池做了一个充电器,选材如下:
VT:2SC940,R1:200Ω,VD:1N4007,R-sense:3只2Ω 1/4W(金属膜)并联。
特性:输入V\(_{DCin}\)=V\(_{CC}\)=6.0V。
快充电流I-fast=380mA,流经R1电流I\(_{R1}\)=6mA,涓流充电流I-trickle=45mA。
以上数据为MF-368指针式万用电表实际测得。
理论设计及计算:只采用了电压跟踪,将温度跟踪取消(没有使用热敏电阻,将⑦脚通过一只68k电阻与①脚相连,一只22k电阻与⑥脚相连,但当充电速率大于2C时,必须使用)。
快充时间:1300mAH/(380mA×0.8)=250min ,其中0.8为电能-化学能转化效率,估计为最低。
MAX712除了连续充电方式外,还可以采用开关充电方式,后者更适用于大电流充电;设计实际产品时,要充分利用FASTCHG脚,使产品具有自动关断功能;尚有更适于镍镉电池充电的MAX713,它与MAX712的唯一差别在于,后者的电压跟踪采用的是电压跌落方式。
编者注:有关MAX712更详细的原厂资料可上网查询:pdfserv.maxim_ic.com/arpdf/MAX712-MAX713.pdf。
(王毅航)