為此，應用新型的DS2770和DS2720芯片可以設計一個具有充電控製、電源控製、電量計數
、電池保護、計時和對電池組能識別等功能的高性能鋰電池充電器

，其原理圖如圖1所示。它可替代目前市場上已有的鋰電池保護／充電控製電路（充電器）。

 

 

如圖1所示，整個組合電路由DS2770充電控製器／電量計
、DS2720電池保護器、DS2415實時時鍾（RTC）三個芯片組成。它們均公用一個地 （VSS或Gnd）、電源（Vdd）和通信線（DQ或DATA）。而所有的電容（從C1到C10）和電阻（從R1到R12）的作用是對幹擾信號濾波及對ESD（靜電放電）的保護。

 

　　

圖1 新型高性能鋰離子電池充電器設計方案圖

 

該充電器的負載（即主設備）是通過PACK＋和PACK－引腳獲得電源的，而充電器與主係統的數據通信是通過標準的l－Wire接口（標為DATA）進行。DS2720芯片的的PS引腳和主係統的開／關控製相連接
，且作充電器的使能輸入（低電平有效）。圖1中引腳Charge source可連接到充電電源，而充電電流能按照電池額定的充電條件加以限製
，其充電電壓最高至15V。

 

整個充電器在工作模式下消耗不足100μA的典型電流，而處於靜止狀態（即鋰電池不處於充電狀態）時典型消耗電流不到20μA。

 

 

DS2770是一款集成了電池電量計量和鋰離子或鎳基電池充電控製器的新型芯片
，其框圖如圖2所示。它還包含一個可選擇的25mΩ檢jian測ce電dian阻zu，用yong來lai實shi現xian充chong電dian電dian流liu測ce量liang。內nei置zhi的de測ce量liang電dian路lu能neng檢jian測ce電dian壓ya和he溫wen度du值zhi，作zuo為wei充chong電dian終zhong止zhi的de判pan據ju和he安an全quan充chong電dian環huan境jing的de判pan據ju。所suo有you測ce量liang結jie果guo保bao存cun在zai16字節的SRAM存儲器中，它的40字節的EEPROM留給用戶使用。與主係統所有信息交換都通過它的標準的l－Wire通信接口實現。該芯片為低功耗，工作狀態耗電僅為80μA，靜態消耗電流為0.5μA。

 

　　

圖2 DS2770框圖

 

DS2770引腳及其功能如下：

 

UV 當電池電壓檢測為低值時的輸出端

，其低電平有效；

 

CC 充電控製輸出，其低電平有效；

 

Vch 充電電壓輸入；

 

SNS 電流撿測電阻連接端；

 

Vdd 芯片電源端
；

 

Vss 地端；

 

DATA 數據輸入/輸出端；

 

LS1與LS2 電流檢測輸入端
；

 

Vin 電池電壓檢測輸入。

　　

 

如圖1所示，應用外接的二隻N溝道MOSFET（IRF840）Vp3與Vp4和DS2720芯片來實現對單體鋰離子或鋰聚合物電池安全保護
，即可以達到保護電池免受過量充電、過量消耗、過高放電電流以及過高溫度損害等。DS2720具有涓流充電功能，可恢複已深度放電的電池。用主係統軟件還能夠通過DS2720與DS2770芯片的引腳DQ檢測到電池產生故障的原因並由主係統向用戶彙報。

 

需要指出的是MOSFETguanbeijiezailechongdianzuhedianludegaoduan
，weiyuchongdiandianyuanhelilizidianchizhengduanzhijian。weiquebaoqishujuzaifashengbaohuxingguzhanghuodangchongdianzuhedianluchuyuxiumianmoshishibudiushi，zuihaoyoulilizihuolijuhewudianchizhijiegeiDS2770和DS2415供電。否則的話
，當MOSFET被關掉時數據將丟失。該DS2720芯片為低功耗，工作狀態耗電僅為12.5μA，靜態消耗電流為1.5μA。

 

DS2720引腳及其功能如下：

 

PLS 電池組的正端輸入；

 

PS 係統（功率）開關檢測輸入
，低電平有效；

 

DQ 數據輸入/輸出；

 

CP 電量儲存容量；

 

CC 充電控製輸入；

 

DC 放電控製輸出。

 

 

DS2770的功能之一是利用簡單的限流型電源給電池充電
，通過控製外部PNP晶體管Vp1（FMMT718型）和Vp2（4403型）
，DS2770能以恒定電流給鋰離子或鋰聚合物基的電池組進行均充電，直到電壓上升到工廠設定的4．1V或4．2V限值。然後，它以脈衝充電方式注滿電池。

 

DS2770還提供了一個輔助的充電終止控製，即當電池溫度超過＋50℃或電池的充電時間超過用戶設定的最大充電時間時均能終止充電。要啟動充電
，隻需接個限流型電源（最高15V）到Charge source端即可。

 

 

DS2770也可用作一個高精度電量計。電流測量通過一個內部的25mΩ檢測電阻實現（見圖2）
，其最低分辨率為62.5μA，動態範圍高達±2A的平均電流。

 

在GSM／CDMA應用中
，DS2770可十分容易地跟蹤放電電流，它內部的自動補償功能可在芯片整個工作範圍之內保持測量的精確度
，並能對所累加的電流
、電壓和溫度進行實時測量，再加上保存於DS2770內EEPROM的電池特性數據，使得主係統處理器能夠精確計算出電量，同時僅消耗很少的係統資源。由於DS2770直接由電池驅動
，電量計數信息在電池組被拿開或由於保護性故障電源失效時不會被丟失。

 

 

DS2415為主係統提供了一個精度達2分鍾/月的RTC。它需要一個32.768kHz／6pF的外部晶體連接到DS2415的引腳Xl和X2。由於DS2415直接由電池供電，這種結構是其它充電器電路所沒有的。而將DS2415時鍾置於MOSFET管guan的de內nei側ce
，可ke以yi為wei主zhu係xi統tong提ti供gong一yi個ge高gao精jing度du保bao障zhang的de時shi鍾zhong，甚shen至zhi當dang主zhu係xi統tong電dian源yuan失shi去qu時shi也ye可ke以yi保bao持chi正zheng確que的de時shi間jian信xin息xi，免mian去qu了le在zai主zhu係xi統tong中zhong增zeng加jia超chao級ji電dian容rong或huo紐niu扣kou電dian池chi作zuo為wei備bei用yong電dian源yuan的de麻ma煩fan。

 

DS2415引腳功能如下：

 

Vbat 電源輸入腳2.5～5.5V。

 

 

DS2770含有40字節的EEPROM留給用戶訪問，而DS2720又額外增加了8個ge字zi節jie。電dian池chi組zu製zhi造zao商shang可ke以yi利li用yong這zhe些xie空kong間jian保bao存cun相xiang關guan的de電dian池chi組zu信xin息xi，例li如ru電dian池chi化hua學xue類lei型xing，組zu裝zhuang日ri期qi，用yong於yu電dian量liang計ji數shu的de電dian池chi特te有you信xin息xi等deng
，一yi旦dan寫xie入ruEEPROM將永久鎖定，甚至於當主係統電源丟失和ESD事件發生時仍能保證數據的完整性。此外，每個芯片具有一個唯一的64位序列碼
，以便於讓主係統或充電器識別。

 

 

按此方案實施的高性能鋰電池充電組合電路（充電器）具有較高的性能價格比，即功能優異而成本低廉。