锂离子电池充放电安全及电池检测设计

时间：10-13 来源：21ic 点击：

e，电池电压持续上升。

　　当电池充电电压上升至接近锂离子电池的饱和点电压约4.2伏特时，充电器改以CV Charge对电池进行充电，此时充电电流开始下降，当充电电流降至约等于Pre-Charge电流时，充电器停止对电池充电，即完成充电。

　　不论是用通用序列总线（USB）或AC电源转换器（Adapter）输入电源对电池充电，当电池开始充电后，若充电时间超过其设定时间，充电器仍然操作于Pre-Charge模式而未进入CC Charge模式，或者仍然操作于CC/CV Charge模式而未进入充电完成状态，则透过IC的充电计时保护功能使充电器停止对电池充电。

　　充电计时保护确保电池安全

　　图2为本文范例充电IC的脚位示意图，充电计时保护时间由IC外部TMR脚位（Pin 15）的电容CTMR设定，CTMR选择方式如下：

　　图2 AIC6511脚位示意图

　　.Pre-Charge充电时间：

　　……（Minutes）

　　。完整充电时间：

　　……Minutes）

　　若电池在充电状态下，充电时间已超过使用者所设定的充电计时保护时间，但充电器却仍尚未脱离当前的充电状态或结束充电，这时IC的充电计时保护功能就会立即启动，迫使充电器停止对电池充电（图3），此时的STAT1（Pin 12）位准为High，LED1指示灯为不亮（图4）;若将TMR（Pin 15）脚位连接至GND（Pin 6）脚位，便可以解除使充电计时保护功能。

　　图3 充电器是否正确检测电池充电情形，对于使用安全至关重要

　　当输入电源重置、EN信号触发时，皆能解除充电计时保护时间，使其重新计时。

　　充电指示状态

　　图4中，STAT1（Pin 12）及STAT2（Pin 13）内部为两个Open-Drain的N型金属氧化物半导体（NMOS）开关，必须和VREF33脚位（Pin 7）或与其他有Pull-Up电阻的偏压电源连接，其动作情形如表2所示。

　　图4 AIC6511典型应用电路

　　表2 充电指示状态表

　　输入电源检测防止电池漏电流倒灌

　　AC Adapter或USB两种不同输入电源皆可对电池充电。若同时接上AC Adapter及USB电源，IC内部开关会优先选择AC Adapter端做为充电器的输入电源;然而，应避免此情况发生。

　　.ACIN

　　图4中供一般插座之Adapter电源于VIN脚位（Pin 2）输入，在ACIN充电模式下，能以高达2安培（A）之充电电流对电池进行充电，最大充电电流由RS1电阻设定。

　　.USBIN

　　USBIN脚位（Pin 5）供USB电源输入。在选择USBIN充电模式时，其输入限制电流由RILIM电阻设定，设定500毫安（mA）适用于USB 2.0，900毫安适用于USB 3.0.

　　当使用USBIN模式时，CC Charge电流会随不同输入电压和电池电压变动，藉由检测在CC Charge时流经RS1电阻的电流来调节其固定输入限制电流IUSB_LIM.在充电过程中，若将AC Adapter及USB电源移除，IC内部开关皆会截止并启动防倒灌保护功能，防止电池漏电流逆向倒灌回输入电源端。

　　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）。