锂离子电池充电器

锂离子电池正迅速成为便携和膝上产品所选用的可充电电池。与NiCd、NiMH和铅酸电池相比，锂离子电池在相同能量下体积更小、重量更轻。而且锂离子电池具有高单节电压（3.6V左右），这可替代2到3节镍型电池。锂离子电池的优点是宽工作电压和低成本。锂离子电池在接近零容量时，单节典型值为2.5V，而充足电时单节电压为4.1V。

本文所述的锂离子电池充电器电路采用UCC 3956锂离子电池充电控制器（见图1）。不像很多所谓"智能"或"通用"充电器那样，UCC 3956非常适合于锂离子特性。它的开关模式控制不需要微控制器即能高效率地对锂离子电池充电。具体的充电电路图示于图2.当CHG（表明充电的上升沿触发输入引脚）从低逻辑电平过渡到高逻辑电平时，芯片将循环几个充电状态。假若电池电压急剧下降，则充电器将开始处于低电流涓流充电状态。当电池电压超过用户设定的阈值时，充电器将开始恒流大量（bulk)充电状态。一旦电池达到其最终电压的95%，充电器将进入过充电状态。在过充电状态期间，变换器将从恒流工作模式过渡到恒压模式。下面具体说明一下此充电器的具体电路中的参数值。

变换器的工作频率设置为100kHz，由下式计算：

    fosc=3.475 / (cosc+20pF)·RSET    (1)

    电路中（见图2）选CSSC=180pF，RSET=160K。

涓流充电电压阈值由下式确定：

    VTRICKLE_THRESHOLD=（RS1+RS2+RS3 / RS3）·2.05    （2）

    对于锂离子电池其涓流充电阈值每节电池典型设置值为2.5V，对图2（2节电池）具体情况涓流阈值为5V，设置RS3为10K，则从上式可得RS1+RS2应为14.4K左右。选RS1为12.21K、RS2为2.21K。

在充电器电路中（图2）2节1200mAH（毫安小时）在大量充电状态需要1.2电流，其电阻RG2由下式给出：

    RG2=2.05·RG1 / 5IBULK·RSENSE    (3)

    式中的RSENSE为感测电阻，其值为0.18Ω，而RG1由下式涓流充电电流确定：

    ITRICKLE=RG1 / 7.5·RSET·RSENSE    (4)

    对于90mA涓流电流和162k的RSET，应选择RG1为20K。从而从（3）式可知RG2应为38.3K（见电路图2）。

过充电电压阈值由下式确定：

    Voc_THRESHOLD=0.95·(RS1+RS2+RS3) / (RS1+RS3)·4.1    (5)

    根据电路图2所选电阻数值，从（5）得到过充电电压为8.2V。

RS4和RS5电阻（见图2）确定在IMIN（最小充电电流编程）引脚的电压：

    VIMIN=4.1·RS5 / RS4+RS5    (6)

    充电器电路中其他参数如CF3和CF4计算公式分别为

    CF3=1 / 2·π·fosc·RF4    (7)

    CF4=1 / 2·π·focs·RF4    (8)

    选择RF4为15K，则CF3和CF4分别为100pF和1.0nF。