电子信息毕业论文 基于MAXl898电芯片的手机充电器设计

·检流监视输出。 ·可选／可调节自动重启。 ·小尺寸uMAX封装。

3.2.3 MAXl 898的充电工作原理

充电芯片MAXl898的内部电路包括输入电流调节器、电压检测器、充电电流检测器、定时器、温度检测器和主控制器。输入电流调节器用于限制电源的总输入电流，包括系统负载电流与充电电流。当检测到输入电流大于设定的门限电流时，通过降低充电电流从而控制输入电流。因为系统工作时电源电流的变化范围较大，如果充电器没有输入电流检测功能，则输入电源必须能够提供最大负载电流与最大充电电流之和，这将使电源的成本增高、体积增大，而利用输入限流功能则能够降低充电器对直流电源的要求，同时也简化了输入电源的设计。 MAXl898外接限流型充电电源和P沟道场效应管，可以对单节锂电池进行安全有效的快充，其最大特点是：在不使用电感的情况下，仍能做到很低的功率耗散，可以实现预充电，具有过压保护和温度保护功能，最长充电时问的限制可为锂电池提供二次保护。MAX1898的浮动方式能够使电池容量充至最大。

当充电电源和电池在正常的工作温度范围内时，插入电池将启动一次充电过程；充电结束的条件是平均的脉冲充电电流达到快充电流的1％，或时间超出片上预置的充电时间。MAXl898能够自动检测充电电源，没有电源时自动关断以减少电池的漏电。启动快充后打开外接的P型场效应管，当检测到电池电压达到设定的门限时进入脉冲充电方式，P型场效应管打

开的时问会越来越短。充电结束时，指示 图1 MAX1898的典型充电电路

灯将会按12%的周期闪烁，MAX1898的典型充电电路如右图1所示电路具体说明如下。

(1)输入电压范围为4.5～12v。锂电池要求的充电方式是恒流恒压方式，电源的输入需要采用恒流恒压源，一般可采用直流电源外加变压器。

(2)通过外接的场效应管提供锂电池的充电接口。

(3)通过外接的电容CcT来设置充电时间tCHG。这里的充电时间指的是快充时的最大充电时间，它和定时电容CcT的关系如下式所示。

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CcT=34.33×tCHG

式中，tCHG的单位为小时，CcT的单位为nF。

大多数情况下，快充时最大充电时问不超过3小时，因此常取CcT为100nF。 (4)在限制电流的模式下，通过外接的电阻RSET来设置最大充电电流IFSTCHG，关系如下式所示：1fstchg=1400/Rset式中，RSEI-的单位为Q，IFsTCHG的单位为A。

当充电电源和电池在正常的工作温度范围内时，插入电池将启动一次充电过程。平均的脉冲充电电流低于设置的快充电流的20％，或者充电时间超出片上预置的最大充电时问时，充电周期结束。MAXl898能够自动检测充电电源，没有电源时自动关断以减少电池的漏电。启动快充后，打开外接的P型场效应管，当检测到电池电压达到设定的门限时进入脉冲充电方式，P型场效应管打开的时JI间会越来越短。充电结束时，LED指示灯将会呈现周期性的闪烁，具体的闪烁含义如表1所示。

表1 MAX1898典型充电电路的LED指示灯状态说明

充电状态 电池或充电器没有安装 预充或快充 充电结束 充电出错

LED指示灯 灭 亮 灭 以1.5Hz频率闪烁 第四章 硬件电路设计

硬件电路设计主要围绕充电芯片MAXl898展开，而单片机控制部分的电路简单。

4.1 主要器件

本设计的核心器件是MAXl898。MAXl898可对所有化学类型的Li+电池进行安全充电，它具有高集成度，在小

尺寸内集成了更多功能，尽可

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能多地覆盖了基本应用电路，只需要少数外部元件。AXl898为10引脚、超薄型的MAX封装，其引脚分布如图2所示

图2 MAX1898引脚分布

其引脚功能如下：

IN(1脚)：传感输入，检测输入的电压或电流； CHG(2脚)：充电状态指示脚，同时驱动LED；

EN／OK(3脚)：使能输入脚／输入电源“好”输出指示脚。EN为输入脚，可以通过输入禁止芯片工作；OK为输出脚，用于指示输入电源是否与充电器连接；

ISET(4脚)：充电电流调节引脚。通过串接一个电阻到地来设置最大充电电流； CT(5脚)：安全充电时间设置引脚。接一个时间电容来设置充电时间，电容为100nF时，几乎为3个小时，此引脚直接接地将禁用此功能；

RSTRT(6脚)：自动重新启动控制引脚。当此引脚直接接地时，如果电池电压掉至基准电压阈值以下200mV，将会重新开始一轮充电周期。此引脚通过电阻接地时，可以降低它的电压阈值。此引脚悬空或者CT引脚接地(充电时间设置功能禁用)时，自动重新启动功能被禁用；

BATT(7脚)：电池传感输入脚，接单个Li+电池的正极。此引脚需旁接一个大电解电容到地；

GND(8脚)：接地端；

DRV(9脚)：外部晶体管驱动器，接晶体管的基极； CS(10脚)：电流传感输入，接晶体管的发射极。

本设计的单片机芯片选用Atmel公司的AT89C52，它完全可以满足要求。

另外，由于充电器外部为+12V供电，因此需要通过电压转换芯片将+12V电压转换为+5V电压，这里选用三端电压转换芯片LM7805来完成此功能。

为了降低电源干扰，保持电路的稳定，在LM7805完成电压转换，将+5v充电电源送给MAXl898之前，先经过一次光耦模块6N137的处理，通过单片机对光耦模块的控制，可以及时关断充电电

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源。6N137的引脚分布如图3所示。

图3 6N137引脚分布图

其引脚功能如下 NC(1脚、4脚)：悬空；

+(2脚)、-(3脚)：发光二极管的正、负极； GND(5脚)：接地端； OUTPUT(6脚)：输出脚；

EN(7脚)：使能脚。为低时，无论有无输入，输出都为高。不使用时，悬空即可；VCC(8脚)：电源输入脚。

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