此應(yīng)用程序提供了 2 級(jí)和 3 級(jí)智能電池的電池充電方案。電池充電設(shè)計(jì)符合 SMBus 標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)范。本文還解釋了輸入電流限制對(duì)智能電池充電的重要性。提供MAX1645A、MAX1648和MAX1772 2級(jí)電池充電器。

SMBus 規(guī)范在標(biāo)準(zhǔn)化便攜式產(chǎn)品、電池和充電器之間的接口方面做了很多工作。SMBus 于 1995 年定義，并且越來(lái)越受歡迎。SMBus充電器IC比更通用的充電器IC更復(fù)雜，并且具有輕微的成本溢價(jià)。即使在決定使用智能電池之后，也可以使用廉價(jià)的充電控制IC實(shí)現(xiàn)智能充電器。根據(jù)系統(tǒng)及其分區(qū)，更昂貴的IC可以降低整體系統(tǒng)成本。

SMBus 充電器分為兩個(gè)不同的類別：二級(jí)和三級(jí)充電器。市場(chǎng)上有許多二級(jí)充電器產(chǎn)品，這使得SMBus兼容系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)非常容易。MAX1667就是一個(gè)很好的例子。它提供了二級(jí)充電器的所有功能，使用該充電器設(shè)計(jì)SMBus系統(tǒng)就像遵循應(yīng)用筆記一樣簡(jiǎn)單。

圖1.

二級(jí)充電器僅接收來(lái)自智能電池的命令。智能電池告訴二級(jí)充電器正確充電所需的電壓和電流。這是一個(gè)強(qiáng)大的概念，導(dǎo)致系統(tǒng)允許很大程度的“化學(xué)獨(dú)立性”，即使用不同類型的電池的能力。

雖然MAX1667在實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的二級(jí)充電器方面做得很好，但這種設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)中使用的交流適配器既能以最大速率為電池充電，又能為主機(jī)供電。一些系統(tǒng)通過(guò)在系統(tǒng)打開(kāi)時(shí)僅允許低充電率來(lái)繞過(guò)此要求;但是，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，即使交流適配器可提供的電量要大得多。

集成了“輸入電流限制”功能的二級(jí)充電器可以繞過(guò)這一限制。MAX1645A就是這種充電器的一個(gè)很好的例子。充電器使用交流適配器可以提供的最大電流進(jìn)行編程。當(dāng)流向主機(jī)系統(tǒng)和充電電池的電流組合達(dá)到極限時(shí)，充電器會(huì)減少電池的電流輸出，直到輸入電流低于允許的最大電流。這樣，電池的充電時(shí)間始終是主機(jī)系統(tǒng)消耗的負(fù)載的最小值。

圖2.

三級(jí)充電器具有二級(jí)充電器的所有功能，但能夠啟動(dòng)與智能電池的通信。這允許充電器實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的充電算法。充電器可以獲取溫度或其他信息，以便更好地進(jìn)行充電調(diào)節(jié)。另一種可能性是三級(jí)充電器從電池的電量計(jì)請(qǐng)求精度信息，并對(duì)請(qǐng)求校準(zhǔn)的電池執(zhí)行校準(zhǔn)周期。

請(qǐng)注意，通過(guò)使用二級(jí)電池充電器IC并讓主機(jī)系統(tǒng)從智能電池獲取必要的充電控制信息，可以實(shí)現(xiàn)三級(jí)充電器。在這樣的系統(tǒng)中，主機(jī)將在其系統(tǒng)的固件中實(shí)現(xiàn)電荷或校準(zhǔn)算法。然后，主機(jī)將與二級(jí)充電器通信，以控制其輸出電流和電壓。在這樣的系統(tǒng)中，主機(jī)使用二級(jí)充電器IC作為可編程電流和電壓源，執(zhí)行三級(jí)充電器的功能。在這里，物理連接與二級(jí)充電器系統(tǒng)的物理連接相同。

使用主機(jī)作為充電器“大腦”的想法可以擴(kuò)展到使用非SMBus充電控制部件來(lái)實(shí)現(xiàn)SMBus充電器。MAX1772是帶有模擬接口的電荷控制IC的一個(gè)很好的例子，用于實(shí)現(xiàn)二級(jí)智能充電器。MAX1772還提供“輸入電流限制”。對(duì)于不需要“輸入電流限制”的應(yīng)用，MAX1648是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。在這些應(yīng)用中，主機(jī)與電池通信，并使用 A/D 輸出根據(jù)電池的請(qǐng)求控制充電器。

圖3.

憑借各種可用的解決方案和架構(gòu)選擇，可以根據(jù)產(chǎn)品需求定制性能、成本、開(kāi)發(fā)時(shí)間和尺寸。

審核編輯：郭婷