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基于MAX713的大功率多功能充电器的设计

2011年10月18日14:27:55 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T
关键字:电源 传感器 

本文设计的大功率多功能充电器具有体积小、重量轻、充电电压低、容量范围广,适用于多性质电池充电等功能。

  充电器参数设计

  本文设计的充电器可对铅酸、镍氢、镍镉三种电池充放电。充电电流最大为16A,可充6V、12V、24V、30V、36V五档位的电池,充电容量从10Ah到240Ah,供电电源为AC187V~252V、50Hz,充电器体积为250mm×164mm×90mm,重量为3kg。

  

MAX713封装图

 

  图1 MAX713封装图

  MAX713的封装及引脚功能编程描述

  MAX713的封装及引脚功能

  1脚VLIMIT:设置单节电池最大电压,电池组(BATT+—BATT-)的最大电压Em不能超过VLIMIT×(电池数量n),且VLIMIT不能超过2.5V,当VLINIT接V+时,Em=1.65n(V),通常将VLIMIT与VREF连接。

  

 

  图2 电池数量编程

  2脚BATT+:电池组正极。

  3脚PGM0:可编程引脚。

  4脚PGM1:可编程引脚。通过对PGM0和PGM1脚电压的设定可设置充电电池的的数量,从1到16。

  5脚THI:温度比较器的上限电压。当TEMP电压大上升到THI时,快速充电结束。

  6脚TLO:温度比较器的下限电压。充电初始,当TEMP电压低于TLO时快速充电被禁止,直到TEMP电压高于TLO。

  7脚TEMP:温度传感器输入。

  8脚FASTCHG:快速充电状态输出。

  9脚PGM2:可编程引脚。通过对PGM2和PGM3脚电压的设定可设置快速充电的最大允许时间(33min~264min)。

  

 

  图3 最大充电时间的设定

  

 

  图4 充电速率的设定

  10脚PGM3:可编程引脚。除设定最大允许时间外,还可设定快速充电和涓流充电的速率。

  11脚CC:恒流补偿输入。

  12脚BATT-:电池组负极

  13脚GND:系统地。

  14脚DRV:驱动外围“PNP”。

  15脚V+:分路调节器。V+对BATT-电压为+5V,为芯片提供分路电流(5mA~20mA)。

  16脚REF:参考电压输出2V。MAX713引脚编程控制

 

  1. 可充电电池数量控制

  通过对可编程引脚3脚PGM0、4脚PGM1进行简单的电压配置编程,实现对充电电池支数的控制,如图2所示。

  2. 电池充满电判断

  电池充满电时,应立即切断充电电路,防止过充,保护电池安全。判断电池充满电的方法很多,如最高电压控制、最小电流控制、最高温度控制等。

  MAX713采用电压负斜率的方法来判断电池充满电。当电池电压增长出现负斜率后,MAX713发出充满关机信号,充电器停止充电。电压负斜率控制是一种综合效果较好的电池充满电判断方法。即电池充电到达峰点前,电压曲线的斜率是正值,到达峰点后电压曲线的斜率为负值。

  3. 充电速率、充电时间控制

  通过对PGM2和PGM3引脚的编程电压设置可设定电池的充电速率和充电时间的控制。

  

 

  图5 AC/DC/变换电路

  军用大功率多功能充电器的设计

  充电器由AC/DC/变换、充电控制电路、蓄电池激活电路三部分组成。(见图5)

  AC/DC变换器

  它由桥式整流器、全桥逆变器、高频变压整流器及PWM发生器组成,把220V交流电变换成所需要的各种直流充电电压。

  充电控制电路

  充电控制电路,由可编程芯片(MAX713)、电压取样电路、电流取样电路等组成。

  电压取样电路、电流取样电路将采样到的充电电压、电流信号经PID补偿电路送误差放大电路放大后,控制PWM电路和过压、过流保护电路。

  可编程芯片(MAX713)是充电控制电路的核心器件,在本项目中根据对充电电池容量、电压性质的综合考虑,对MAX713设定的最大充电时间为264分钟,充电电流为C。MAX713的电路原理图如图6所示。

  

 

  图6 MAX713充电控制电路图

  蓄电池激活电路

  蓄电池放电激活电路,用于对记忆、钝化、老化电池进行容量恢复。激活回路采用一个简单的比较运放器对激活电压、电流进行控制。

  结论

  综上所述,本文设计的大功率多功能充电器充分利用了集成电路MAX713的控制功能,优化了各种电路组合方式。具有体积小、重量轻、充电电池范围广等优点。

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