2级充电器的智能电池充电方案准确高效

此应用程序提供了 2 级和 3 级智能电池的电池充电方案。电池充电设计符合 SMBus 标准™规范。本文还解释了输入电流限制对智能电池充电的重要性。提供MAX1645A、MAX1648和MAX1772 2级电池充电器。

SMBus 规范在标准化便携式产品、电池和充电器之间的接口方面做了很多工作。SMBus 于 1995 年定义，并且越来越受欢迎。SMBus充电器IC比更通用的充电器IC更复杂，并且具有轻微的成本溢价。即使在决定使用智能电池之后，也可以使用廉价的充电控制IC实现智能充电器。根据系统及其分区，更昂贵的IC可以降低整体系统成本。

SMBus 充电器分为两个不同的类别：二级和三级充电器。市场上有许多二级充电器产品，这使得SMBus兼容系统的实现非常容易。MAX1667就是一个很好的例子。它提供了二级充电器的所有功能，使用该充电器设计SMBus系统就像遵循应用笔记一样简单。

图1.

二级充电器仅接收来自智能电池的命令。智能电池告诉二级充电器正确充电所需的电压和电流。这是一个强大的概念，导致系统允许很大程度的“化学独立性”，即使用不同类型的电池的能力。

虽然MAX1667在实现标准的二级充电器方面做得很好，但这种设计要求设计中使用的交流适配器既能以最大速率为电池充电，又能为主机供电。一些系统通过在系统打开时仅允许低充电率来绕过此要求;但是，这会导致系统运行时充电时间过长，即使交流适配器可提供的电量要大得多。

集成了“输入电流限制”功能的二级充电器可以绕过这一限制。MAX1645A就是这种充电器的一个很好的例子。充电器使用交流适配器可以提供的最大电流进行编程。当流向主机系统和充电电池的电流组合达到极限时，充电器会减少电池的电流输出，直到输入电流低于允许的最大电流。这样，电池的充电时间始终是主机系统消耗的负载的最小值。

图2.

三级充电器具有二级充电器的所有功能，但能够启动与智能电池的通信。这允许充电器实现更复杂的充电算法。充电器可以获取温度或其他信息，以便更好地进行充电调节。另一种可能性是三级充电器从电池的电量计请求精度信息，并对请求校准的电池执行校准周期。

请注意，通过使用二级电池充电器IC并让主机系统从智能电池获取必要的充电控制信息，可以实现三级充电器。在这样的系统中，主机将在其系统的固件中实现电荷或校准算法。然后，主机将与二级充电器通信，以控制其输出电流和电压。在这样的系统中，主机使用二级充电器IC作为可编程电流和电压源，执行三级充电器的功能。在这里，物理连接与二级充电器系统的物理连接相同。

使用主机作为充电器“大脑”的想法可以扩展到使用非SMBus充电控制部件来实现SMBus充电器。MAX1772是带有模拟接口的电荷控制IC的一个很好的例子，用于实现二级智能充电器。MAX1772还提供“输入电流限制”。对于不需要“输入电流限制”的应用，MAX1648是一个不错的选择。在这些应用中，主机与电池通信，并使用 A/D 输出根据电池的请求控制充电器。

图3.

凭借各种可用的解决方案和架构选择，可以根据产品需求定制性能、成本、开发时间和尺寸。