4 节 NiMH 电池充电器:DS2714(三)

充电定时器充电定时器监测快速充电和浮充阶段的持续时间，并在每个阶段的开始时复位。超时时间由连接在TMR引脚和VSS之间的外部电阻设置。通过选择不同电阻值，器件可支持0.5小时至10小时的快速充电超时时间和0.25小时至5小时的浮充超时时间。如果在快速充电阶段定时器溢出，则定时计数器复位，并进入浮充阶段。浮充超时时间为快速充电超时时间的一半。浮充定时器溢出后，进入维护充电阶段。大致可以按照按下面的计算公式来设置充电时间：t = 1.5 * R / 1000 (时间单位为分钟

挂起通过将TMR引脚悬空，可以挂起充电进程。挂起后所有CCx输出变为高阻，同时停止充电计时和状态机，所有定时器都复位至电池插入检测状态。

温度检测在THM1或THM2 (THMx)与VSS之间连接一个10kΩ的外部 NTC热敏电阻，在VDD 与 THMx之间连接一个10kΩ的偏置电阻，则DS2714可以检测温度。为了检测电池自身的温度，应将热敏电阻紧靠电池放置。THM1热敏电阻应放置在电池1和2之间，而THM2热敏电阻则应放置在电池3和4之间。也可以将热敏电阻远离电池放置，以检测周围环境的温度。若将THM1和THM2 连接在一起，可以使用单个热敏电阻和偏置电阻检测温度。可以通过把THMx引脚连接到单个电阻分压器(提供介于热敏电阻最小值和热敏电阻最大值门限之间的电压)来改变温度限定值。

最低、最高温度比较当采用推荐的10kΩ 偏置电阻和10kΩ 热敏电阻时，THMx 输入端的电压门限 (VTHM-MIN，VTHM-MAX) 即被设置为：0°C < TA < 45°C时快速充电。在快速充电过程中，若THMx端的电压达到了VTHM-STOP (TA > 50°C)，则终止快速充电，开始浮充阶段。在预充电阶段，若THMx端的电压达到VTHM-STOP，则器件进入故障状态。

表1. THM1、THM2门限

电池电压监视利用VBAT-LOW、VBAT-MAX1 和VBAT-MAX2门限，器件可以监视每个电池电压的最小值和最大值。上电后，插槽中电池电压必须小于VBAT-MAX1门限才能开始充电。VBAT-LOW门限决定了在快速充电之前是否要先进行预充电，以及何时从预充电阶段进入快速充电阶段。一旦开始快速充电，每隔2s器件就会将电池电压与VBAT-MAX2门限进行一次比较。比较发生在充电控制引脚(CC1-4)变为有效(低电平)、电流源开始对电池进行充电的时刻。当充电控制引脚有效、对电池充电时，电池电压被当作VON。当充电控制引脚无效时，电池电压被当作VOFF。如果VON大于VBAT-MAX2，则终止充电，并显示故障状态。同样，如果VOFF大于VBAT-MAX1，也终止充电、显示故障情况。在快速充电阶段，器件保存电池电压测量值，并和以后的测量值进行比较，用于实现充电终止和电池测试。

电池测试器件对电池进行两种类型的测试，以检测碱性原电池和锂电池，以及损坏的NiMH 和 NiCd充电电池。第一种测试是检测电池充电电压(VON)的绝对值，第二种测试是检查开路电池电压(VOFF)与(VON)之差。每隔2s，器件对每节电池的VON与VBAT-MAX2门限进行一次比较。在快速充电阶段，器件对每节电池的VON - VOFF与电池测试门限(VCTST)进行比较。如果VON - VOFF > VCTST，则电池测试失败。每个电池的测试都单独进行，因此能快速地检测出异常或损坏的某个电池。VCTST通过CTDT引脚与地之间的电阻设置，标称的100mV灵敏度是由连接在CTST与VSS之间的80kΩ电阻确定的。阻抗门限范围可设置为32mV至400mV。大致可以按照按下面的公式来设置阻抗门限：VCTST = 8000/R (电压单位为V)

-ΔV和零电压斜率终止方式在快速充电期间，器件对连续的电压测量值进行比较，当检测到电池电压下降达到2mV时，即认为出现-ΔV。在快速充电刚开始的几分钟内，有一段延迟时间不进行-ΔV检测，以防止错误的终止充电。在该延迟时间之后，每到第16个充电时隙，器件测量一次电池电压(共耗时约31s，CCx关闭)。当新的电池电压采样值大于之前所存储的所有测量值时，则将该测量值保存为最大值。当电池电压不再增加时，保持最大值并且不断与后续的数值进行比较。如果电池电压下降值超过-ΔV门限V-ΔV (2mV典型值)，则终止快速充电。如果电池电压保持不变，则该最大值持续16s (tFLAT)后，器件终止快速充电，开始浮充。

浮充、预充电和维护充电在浮充和预充电模式下，充电器按比例设置电池电流为直流电流源的1/16，也就是每16个主时钟脉冲进行一次脉冲充电，或者对于给定的电池，仅使用四个连续充电时隙中的一个。浮充/预充电电流平均值与快速充电电流平均值之比为0.286。在浮充模式下，当充电定时器超时后，充电器进入维护充电状态并以直流充电电流源的1/128向电池充电(每节电池仅使用各自32个连续充电时隙中的一个)。该数值仅稍大于快速充电时直流电流平均值的3%。维护充电状态一直持续直到电源断开、取下电池或悬空TMR引脚使DS2714重新进入或脱离挂起模式。

CCx 输出CC1至CC4引脚为漏极开路输出，低电平有效，用于将充电电流切换至NiMH电池。在充电期间，这些输出端的状态与电池的充电状态以及所充电池数有关。

快速充电参考图3所示的应用电路，CC1控制PNP开关，控制流入插槽1中电池的电流。CC2控制PNP开关，控制插槽2中电池的电流，以此类推。在快速充电阶段，充电脉冲交替出现，电流按相应的顺序流入每个插槽。当某个插槽中的电池充电时，其他插槽中的电池无充电电流。对于每个插槽中的电池，分配给它的每16个充电脉冲中，有一个被跳过(大约31s一次)，从而可方便的测试电池的开路和充电电压(分别为VOFF 和VON)。由于每节电池都独立充电，因此某节电池可以先于其他电池完成充电，而不会影响到其他电池的充电过程。当不适宜充电或损坏了的电池与其他正常电池(NiMH或NiCd)同时插入时，将会停止对异常电池的充电，而正常电池则可进行充电并且直到完全充满。