充电电流设定 - 锂离子电池充放电安全及电池检测设计

　　充电电流设定

　　本文范例芯片提供USB及AC Adapter两种输入电源模式选择对电池充电，其充电电流设定如下：

　　.ACIN充电电流：

　　透过图4中RS1电阻可设定高达2安培的最大充电电流（Maximum Charge Current）。

　　

　　……（A）

　　.Trickle or Pre-Charge充电电流：

　　不论是ACIN或USBIN，其充电电流（Pre-Charge Current）约为10%的最大充电电流。

　　

　　……（A）

　　.USBIN输入限制电流：

　　透过RILIM电阻可设定其输入限制电流（USBIN Input Current Limit）。

　　

　　……（mA）

　　NTC热敏电阻维持电池温度安全

　　负温度系数（Negative Temperature Coefficient， NTC）热敏电阻的阻值与温度成反比，会因高温递减、低温递增，且温度系数非常大，可用于检测微小的温度变化，因而被广泛的应用在温度的量测与补偿控制。

　　图5为电池温度检测电路，透过图4中NTC脚位（Pin 14）检测NTC热敏电阻的电压，充电IC能持续检测电池的温度，确保电池温度的安全操作范围。

　　

　　图5 电池温度检测电路

　　由NTC脚位（Pin 14）上的电压与NTC高低温位准比较，可得知电池操作温度是否正常;一旦检测到电池温度超过正常操作温度范围，会立即关闭内部的同步降压器并停止充电动作;当电池温度回复至正常温度范围时，充电器将重新恢复充电动作。

　 　内建的NTC磁滞温度比较器，可接受的电压范围为32？74%的VREF33.假设选用103AT-2型号的热敏电阻做为温度传感器（操作温度为 -10？40℃，阻值RTL与RTH为5.827千欧姆（kΩ）与42.470千欧姆），RTL为热敏电阻在低温时的电阻值，RTH为热敏电阻在高温时的 电阻值，根据所选用型号的热敏电阻在高低温时不同的电阻值，再与RT1及RT2配合，将温度信号转变成电压信号，可推算出RT1、RT2的电阻值，计算方 式如下：

　　

　　……（热敏电阻103AT-2）

　　

　　……（NTC高温磁滞位准）

　　

　　……（NTC低温磁滞位准） 整理后可得：

　　

　　……（kΩ）

　　

　　……（kΩ）

　　RT1及RT2选用12千欧姆和5千欧姆，即可完成NTC保护功能。

　　若在NTC脚位（Pin 14）输入介于NTC高低限电压位准范围内的固定电压时，可使电池温度检测功能除能。

　　过温度保护防止充电过热

　　过温度保护（Thermal Shutdown Protection）可避免IC在充电时发生过热情形。

　 　此功能透过监测充电IC的接面温度（Junction Temperature， TJ），一旦发现TJ的温度已达到过温度点（Thermal Shutdown Threshold， TSHTDWN）约150℃左右时，IC便会立即关闭充电器，使其停止充电;待TJ温度降至约130℃时，IC才会重新启动。

　　选用合适充电IC 锂离子电池充电器更稳定

　　本文范例IC为开关切换式锂离子电池充电器，内部为同步降压型转换器架构，不须加装额外的开关及二极管，能提供USB及AC Adapter两种输入电源模式选择对电池充电，并具备充电保护功能。

　　由于锂离子电池的电气特性较镍氢、镍镉电池稳定，在设计充电器方面也相对容易，只要先了解锂离子电池的相关规格、再依需求选择合适的充电IC（图6），就能轻松地设计一个锂离子电池充电器。

　　

　　图6 充电IC可检测电池充电情形，使充电器兼顾效能与安全性