智能充电管理集成电路MAX1870简介及应用

智能充电管理集成电路MAX1870简介及应用

MAX1870是Maxim公司推出的升／降压型智能电池充电管理集成电路，可以在电池电压高于或低于适配器电压的情况下。用于对2～4节锂离子电池的充电控制。该器件内嵌有用户可编程的8位RISC微控制器内核和多通道数据获取单元电路、高速SPI接口电路、以及主／从SMBus接口电路，并可实现对锂离子电池的电量检测。

1 MAX1870A概述

MAX1870A芯片具备为Li+、NiMH和NiCd电池充电所需的所有功能。它采用高效H桥拓扑结构的DC-DC转换器来控制充电电压和电流。与传统H桥控制器相比，这种专有的控制方案具有更高的效率，能够使用更小的电感，并可工作在高于和低于电池电压的输入电压下。MAX1870A内部集成的模拟控制输入可以限制AC适配器电流、充电电流和电池电压。而模拟输出(IINP)则可提供一个正比于输入电源电流的输出电流。

MAX1870A内部还集成了一个电压调节环路(CCV)和两个电流调节环路(CCI和CCS)。其中CCV是电池电压调节环路的补偿点，CCI和CCS则分别是电池充电电流环路和供电电流环路的补偿点。MAX1870A可根据系统负载需求来降低电池充电电流，从而调节适配器电流。

2 MAX1870A的引脚功能

图1所示是MAX1870A的引脚排列图，各引脚的功能说明如表1所列。

3 MAX1870A的充电设置

3.1 充电电压的设置

MAX1870A能够精确地调节充电电压。它主要利用VCTL的电压来调节每节电池的电压门限。在0～VREFIN范围内设置VCTL的电压，也可以在10％的范围内调节单节电池的充电电压，或者将VCTL和LDO互连，以实现每节电池4.2 V的默认设置。MAX1870智能充电集成电路中的有限范围调节特性，可有效降低充电电压对外接电阻容差的敏感度。当利用±1％的电阻来对基准电压进行分压并形成VCTL的电平时，充电电压的总精度会优于±1％。一般情况下，每节电池的端电压与电池的化学成分和结构有关(具体可咨询电池制造商以确定该电压)，有时候也可以根据以下公式来计算电池电压：

其中，NCELLS表示由CELLS选定的电池数量。VCTL与REFIN上的电压成比例关系，因而可在使用电阻分压器时提高电路精度。按照表1所列的方法连接CELLS，即可对两节、三节或四节电池进行充电。电池数量一般可由硬件设定，也可由软件控制。设计时可由内部误差信号放大器(GMV)对电压进行调节。在CCV和GND间串联一只10 kΩ电阻和一只0.01μF电容，可以对电池电压环路进行补偿。

3.2充电电流的设置

利用ICTL以及CSIP和CSIN之间的电流检测电阻RS2来设置最大充电电流。同时可根据VICTL／VREFIN的比例关系来设置电流阀值。一般情况下，可根据以下公式设定电池充电电流：

其中，VCSIT表示满刻度充电电流阀值(典型值为73 mV)。ICTL的输入范围是VREFIN／32到VREFIN。若要关断MAX1870A，则可将ICTL强制下拉到VREFIN／100以下。设计时可通过内部误差信号放大器(GMI)来对电流进行调节。在CCI与GND之间连接一只0.01μF的电容可以补偿充电电流环路。

3.3输入电流门限的设置

由墙上适配器或其它DC电源输出的总电流是系统供电电流和电池充电电流之和。当输入电流超过预定点时，MAX1870A会降低充电电流，以限制流出墙上适配器的电流。随着系统供电电流的增大，可用于充电的电流会下降。在充电电流降到零后，若系统电流继续增大，MAX1870A将无法进一步限制墙上适配器的电流。

输入源电流是MAX1870A的静态电流、充电器输入电流和系统负载电流的总和。与充电电流、负载电流相比，MAX1870A的6mA最大静态电流是非常小的。事实上，可根据以下公式来确定墙上适配器的实际电流：