快速充电控制芯片AIC1783的应用_镍氢电池_电压

镍氢电池是20世纪90年代初才开始利用的新型二次电池。
由于其具有能量频年夜、重量轻、温度特性好、污染低，影象效果不明显等特点而得到了非常广泛的运用。
然而由于充电方法的禁绝确，造成镍氢电池的利用寿命远远低于规定的寿命，也便是说很多电池不是被用坏的而是被充坏的，可见充电器的好坏对电池寿命有很大的影响。

因此，本文提出一种基于AIC1783芯片的镍氢电池充电器的设计方案，能有效的提高充电效率，防止过充电，延长电池的利用寿命。
该充电掌握器集成电路可运用于汽车通信装置、手机、条记本电脑、电动玩具、便携式通信产品及视频和音频设备等。

1 芯片构造

AIC1783采取8脚DIP型和8脚SO型封装形式，内部电路组成框图如图1所示：

图1 AIC1783组成框图

芯片各个引脚的符号和功能功能如表1所示：

表1 AIC1783的引脚功能

2 紧张特点

AIC1783与同类型集成掌握芯片比较具有以下紧张特点：

AIC1783对镍氢电池的充电掌握是分以下三个阶段来进行的。

（1）充电前镍氢电池电压检测

当AIC1783及其充电器系统接通电源后，AIC1783内部的数字电路全部复位，5脚外部的LED闪烁3次，然后通过7脚（VBT）检讨被充镍氢电池的状况。
7脚可接管的电压范围为0.16～2.7V，如果7脚上的电压未在这个预定的范围内，AIC1783将进入充电终止模式，内部电路全部处于保持复位状态。

（2）快速充电

镍氢电池通过故障检讨之后开始快速充电，AIC1783的初始定时器和安全定时器开始计时。
个中，初始定时器的周期为安全定时器的1/80。
在初始定时器周期结束之前，-△V检测、峰值电压定时器和最大镍氢电池电压限定等功能截止。

在初始定时器周期期间，由于7脚的低电压极限仅为0.16V，纵然是深度放电的镍氢电池也随意马虎进行随后的快速充电。
在快速充电过程中，AIC1783始终监视着7脚的电压，一旦碰着下面请况中的任何一种，AIC1783就由快速充电转换到涓流充电。

① -△V终止。
当安全定时器的周期设定为80min时，7脚的电压每隔4s取样一次。
如果在7脚上检测到-△V的值为峰值电压的0.25%，则快速充电周期终止。

② 0△V终止。
在快速充电过程中，如果镍氢电池电压勾留在其峰值电压，则快速充电周期终止。
在安全定时器的6%的韶光内，同时也在峰值电压定时器决定的韶光内，在镍氢电池电压△V变革非常缓慢的情形下，快速充电同样会终止。

③ 最大安全定时器终止。
安全定时器确定最大的快速充电韶光。
当AIC1783的2脚（TIMER）外接电阻器的阻值为100kΩ时，安全定时器周期即是80min。
一旦安全定时器达到设定时间，快速充电立即终止。

④ 最大电压终止。
在快速充电期间，AIC1783对最大镍氢电池端电压进行限定，一旦超过限定值，快速充电便终止。

（3）涓流充电

在快速充电结束后，镍氢电池进入涓流充电阶段。
在涓流充电过程中，占空因数被IC内部电路设定为1/128。

详细的充电流程如图2所示：

图2 充电掌握流程图

用AIC1783作为掌握器的镍氢电池充电器电路如图3所示：

图3 AIC1783的运用电路事理图

图中，AIC1783作为掌握器，AIC1563是一种高效率DC/DC变换器。
它能连续输出1.5A恒流为电池充电，也可用作升压、降压及负电压变换电路。
该器件的特点有：输入事情电压范围3～30V；可连续输出1.5A电流而无需散热片；转换效率高达90%；内部有±2%精度的基准电压；静态事情电流仅1.6mA；事情频率范围l00Hz～100kHz；事情温度范围0～70℃。

AIC1563也有8脚DIP型及SO型封装形式，各管脚功能如表2所示。

表2 AIC1563的引脚功能

输入的220V/50Hz市电经变压器降压、整流滤波后得到12V的直流电压Vin，Vin经三段稳压器U1（7805）稳压后，输出5V电压并加到AIC1783的8脚（VCC），为AIC1783供应直流偏置电压。
7805输出的5V电压经R3、R4分压取样后，作为参考电压（约2.72V）输入到AIC1783的1脚。
镍氢电池的电压见R2、R5分压采样后，由AIC1783的7脚检测。
AIC1783的3脚悬空，选择正常的事情模式。

镍氢电池电压通过电阻器R2和R5分压后被U2的7脚检测，镍氢电池的数量不同时，R2和R5的阻值以及比值都必须作相应的改变，如表3所示：

表3 不同数目的镍氢电池对R2和R5的哀求

AIC1783通过2脚与地之间的电阻器R12，可线性调节安全定时器的周期。
表4列出了R12的阻值与振荡器频率fOSC和安全定时周期tst之间的关系。

表4 不同R12时的振荡频率和定时器周期

AIC1783的5脚外接的赤色发光二极管（LED）可用于显示镍氢电池的充电状态，详细情形如表5所示

表5 充电状态的LED指示

AIC1783的6脚（ICON）输出的旗子暗记经三极管VT1反馈到AIC1563的5脚（反馈比较器的反相输入端），通过AIC1563内部电路进行比较，改变输出电压，从而实现充电电流掌握。

如图4所示为利用AIC1783设计的镍氢电池快速充电样机，通过该充电样机对两节的镍氢电池进行充电试验，60min即可完玉成部充电过程，与同类型的充电器比较充电速率提高了近一倍，充电效率可达90%以上。

图4 充电样机实物图

本文提出了一种新型的镍氢电池充电器的电路设计方案。
该电路采取仿照集成公司生产的快速充电集成芯片AIC1783，全体电路构造大略、性能完善，通过改变电阻的设置可以对1～16节镍氢电池进行快速充电，当电池充满时，能够通过四种检测办法结束快充，并立即转为涓流充电，可以确保充满并避免过充，从而有效地延长了充电电池的利用寿命，通过实际运用表现出安全、高效和节能的特点，得到了良好的利用效果。

（本文选编自《电气技能》，原文标题为“快速充电掌握芯片AIC1783的运用”，作者为邓国栋、姜少飞等。
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