提高MAX1737锂离子电池充电器的精度

本应用笔记介绍如何提高MAX1737锂离子（Li+）电池充电器的满量程电流检测和充电终止精度。MAX1737电流检测比数据资料中说明的更精确，但需要不同的计算来实现改进。本文中显示了示例。

介绍

数据手册的限值代表6西格玛数字，非常保守。样本测试数据表明大约存在 4 西格玛限制。可以改进的电流检测参数包括电池满量程电流、输入满量程电流和完全充电终止阈值。下面对这些参数进行了解释，并在需要时提供了新的方程。

CS-至BATT满量程电流检测：200mV ±4mV

该误差大部分是失调误差。因此，随着CS电压的降低，±4mV误差保持不变。只要满量程电流检测电压中的5mV误差是可接受的，就可以减小CS电阻值。满量程电流误差为 5mV/R.cs.

CSSP至CSSN满量程电流检测电压：105mV ±4mV

输入电流检测误差与电池检测误差相同，比数据手册规格更准确。但是，CSSP和CSSN输入端存在一些滤波和噪声相关错误，因为此时电流不是直流的。由于这些与噪声相关的误差，为了获得最佳精度，将输入电流检测设置为比目标低约2%。噪声相关误差取决于输入电压、电感、电容，但单元之间可重复。设计电路板后，可以稍微调整ISEIN或输入检流电阻（R12），以消除噪声误差。所有后来的设备将具有相同的输入电流设置。

充满电终止阈值

MAX1737的满充电端接检测器的工作方式与满量程电流检测不同。当 ISETOUT 发生变化时，完全充电终止阈值电压不会改变。它只是R的函数.CS.因此，如果CS-to-BATT检流电阻从0.1Ω降低到0.05Ω，而ISETOUT设置为0.5 REF（以保持相同的快速充电电流，但R较低）.CS），完全充电终止电流增加。但是，它可能不会加倍，因为MAX1737检测的是该功能的峰值电感电流，而不是平均电池电流（见图1）。

图1.全充电终止检测电路和电感电流波形。当峰值电感电流降至 44mV/R 以下时表示完全充电.CS.对应于该峰值电流的电池充电电流是电感值和输入电压的函数，可以按照文本中的说明进行计算。

BATT充电电流全充电终止门限的数据手册规格为44mV +11mV/-10mV。这是一个非常保守的规范。可靠的限值为 44mV ±4mV。但是，当峰值电感电流（不是平均直流充电电流）低于该点时，该阈值会感测。具有 0.1Ω R.CS，峰值电感电流必须降至440mA才能达到阈值。在电压模式下的低电流下，平均充电电流远小于440mA峰值电感电流，但可以按照下面的计算完全充电终止阈值部分所示进行计算。

如果电流检测电阻降至0.05Ω，则完全充电终止门限仍为44mV （不随ISETOUT而变化）。电感峰值电流必须降至880mA以下才能触发比较器。这意味着，跳动完全充电终止门限的平均电流在0.05Ω时将高于0.1Ω时，即使使用ISETOUT设置相同的2A快速充电电流。

峰值电感电流与平均充电电流之比取决于电感值、输出电压和输入电压。幸运的是，输入电压通常是稳压电源，并且是已知的。输出电压也是已知的，因为当完全充电终止时充电器处于电压模式，因此它将是电池数量的 4.2V 倍。由于电感值也是固定的，因此板与板之间的完全充电终止门限将非常一致。

注意：MAX1737数据资料中使用的术语“BATT充电电流完全充电终止门限”有些误导，因为当电池电流降至此水平时，充电实际上不会停止。在此状态下，FULLCHG 条和 FASTCHG 条都处于高电平，表示电池已满（参见图 2），但充电仍以浮充模式继续，直到浮充定时器超时。

图2.典型充电序列的充电状态和指示器时序。当 FULLCHG 条变高而 FASTCHG 条已经高时，会指示电池电量满。当电池充电电流降至I满，如文中所述。

计算充满电终止阈值

当峰值电感电流降至以下值时，将触发“BATT 充电电流完全充电终止阈值”：

IPKTERM = 44mV/RCS

再次注意，我PKTERM地址只是 R 的函数.CS并且不会随 ISETOUT 而更改。

电池电流，I满，是电感电流的平均值。我满是 R 的函数.CS、输入电压 （V在）、电池电压 （V巴特）和电感值（L）。对于电感电流不连续的两种情况(I>FULL(DISC))或连续 (IFULL(CONT)).

当电池电流较小时，大多数MAX1737充电器设计在接近充电结束时具有不连续电感电流。假设电流不连续，平均电流为：

IFULL(DISC) = IPKTERM (tIU + tID)/2 tPER

其中IPKTERM = 44mV/RCS， t每是开关频率的周期（1/300kHz = 3.33μs），和tIU和 t身份证是电感电流斜坡上升和斜坡停机时间。这些是：

tIU = IPKTERM L/(VIN - VBATT)

tID = IPKTERM L/(VBATT)

由于充电器在计算I时处于电压模式满/ 5巴特是锂离子 （Li+） 终止电压（通常每节电池 4.2V）。

例如，当使用 R 从 12V 输入为 2 节 Li+ 电池充电时.CS= 0.1Ω 和 L = 10μH：

tIU = 0.44 × 10 × 10-6/(12 - 8.4) = 1.22µs

tID = 0.44 × 10 × 10-6/(8.4) = 0.52µs

IFULL(DISC) = 0.44 × 1.74µs/(2 × 3.33µs) = 115mA

如果If ((tIU + tID)/tP) 为 1 或更大，这表明电感在其峰值电流为 I 时仍然是连续的PKTERM地址.电感值较大时可能会发生这种情况。电池充电电流为：

IFULL(CONT) = IPKTERM -- 峰峰值电感电流变化的一半 = IPKTERM - [(VIN - VBATT) D tPER/(2L)]

其中D是开关占空比，对于降压型开关稳压器，D为V外/V在，或MAX1737，D = VBATT/VIN.

如果在上面的例子中使用 22μH 而不是 10μH，你会得到：

tIU = 2.69µs and tID = 1.15µs, so (tIU + tID)/tP = 1.16µs，表示连续电流。

充电电流为：

IFULL(CONT) = 0.44 - [(12 - 8.4) (8.4/12) 3.33µs/(2 × 22µH)] = 249mA

审核编辑：郭婷