镍氢方案

YXLLAND

十节镍氢电池充电管理板规格书
深圳华太电子有限公司十节镍氢充电管理板采用高度智能化的MCU方案，充电、保护性能出众，安全特性好，产品性能高度一致，目前总出货量超过1000万。

1. 特点
■        MCU自带10bitADC，转换精度高，可精确检测负电压（-deltaV），充饱容量准确控制在95%-110%范围内
■        采用负电压（-deltaV），零电压（0deltaV），最大电压（Vmax），温度（Tmax），最大温升（Total deltaT），温升率（deltaT）等多种判断条件，在高度安全的条件下保证电池完全充饱
■        先进的保护线路对电池进行过流、短路、欠压等全方位保护
■        对低电压电池具有小电流唤醒功能
■        开始充电时采用电流缓慢上升（ramp up）的方法，增加电池容量和循环寿命
■        独特的测试模式，确保100％的生产成功率

2. 功能描述
上电复位后，CPU会查询电池是否存在。方法是：先加很少的占空比（M/B）的PWM，然后逐步检测是否有充电电流（大于最大充电电流的1/8即判定为有电流），如果有则进入充电阶段；如果没有充电电流，则进一步检测电池是否为过压保护。方法是：放电（CPU的5脚输出一个100ms的高电平脉冲）然后测试电池电压，如果有电池，则会有电压存在，否则电压会下降到0.5V以下。
充电开始时，对NiMH电池将会判断电池是否已经充饱，如果充饱度>80%则停止充电，以防充坏电池。
充电过程中MCU会不断检测电池是否短路，如果短路，则停止充电，同时红灯闪烁告警。
判断截止的方法：(各条件为或的关系)
NiMH电池：
1．过温    60℃
2. 温升    18℃
3. –deltaV   -3.3mV/cell
4  0deltaV    32分钟
5  最大电压   1.56V/cell
6  最大时间   5小时
充饱后，如果NiMH电池电压小于1.23V/cell则CPU会重新启动充电。当然如果是温度超过60C，充电时间超过最大时间者，将不重新启动。









3. 典型线路及脚位定义
十节镍氢的典型应用电路如下图所示。

                             图1  典型应用原理图




表1 单片机管脚定义表
脚位        名称        功能描述
1        VSS        接地
2        XIN        振荡输入脚
3        XOUT        振荡输出脚。2、3脚间可使用电阻、陶瓷或晶体振荡器
4        RE        单片机复位脚
5        P2.0        放电输出脚，正常情况为低，放电为高
6        P2.1        测试模式输出脚，接LCD的CLOCK脚
7        P2.2        防反MOS管开关控制脚，充电时为高；测试模式兼做DATA脚
8        P2.3        测试模式输出脚，接LCD的CS脚
9        P2.4        红色LED指示控制脚，充电时此脚为高电平，充饱为低电平
10        P2.5        绿色LED指示控制脚，充电时此脚为低电平，充饱为高电平
11        P2.6        保留脚，此脚具A/D功能，可作为客户指定用途
12        P0.7        保留脚，此脚具A/D功能，可作为客户指定用途
13        PWM        充电电路PWM方波信号输出脚，频率68kHz(电阻)，128kHz(8M晶振)
14        P0.5        保留脚，此脚具A/D功能，可作为客户指定用途
15        P0.4        电池电压检测脚
16        P0.3        温度电阻接口，正常情况下此脚电压在2V-3V之间
17        P0.2        电流检测输入脚。充电电流上升到最大值之后此脚电压在1V左右
18        P0.1        保留脚，此脚具A/D功能，可作为客户指定用途
19        P0.0        保留脚，此脚具A/D功能，可作为客户指定用途
20        VDD        MCU供电脚，5V





4. 充电过程说明

I






                                      

T1：当电池组电压低于0.82V/cell时，将使用小电流（约1/8Imax）对电池进行预充电，达到激活电池的目的，指示灯红色。此过程最大时限40分钟，超过40分钟若电池电压仍低于0.82V/cell则判断为坏电池，停止充电，同时闪烁红灯告警；
T2：当电池电压高压0.82V/cell，开始充电时电流由1/8Imax开始逐渐上升，直至达到最大电流，指示灯红色。此阶段内电流上升速率恒定为约3%Imax/14second。整个上升过程约为6分40秒；
T3：快充阶段按照设定的快充电流充电，直至达到中止条件，指示灯红色。正常情况下中止条件为-deltaV出现。在快充电流一定的情况下，充电时间受电池容量影响，容量越大则充电时间成比例增长；
T4：小电流补充阶段（Top-off），采用1/5Imax电流对电池进行8分钟的补充，指示灯红色；
T5：电池充饱，停止快充阶段，指示灯转为绿色；
T6、T7：若电池充饱，指示灯转为绿色后电池组仍保持输入电源连接，管理板将进行电量保持（Maintenance），以平衡电池自放电的电量损失。周期T7为1分钟，每个周期充电时间T6为2秒，充电电流也为1/5Imax。



5． 电气参数

充电参数
序号        项目        额定值        备注
1        电池        10节串联        镍氢
2        输入电压        18V － 24V        DC
3        充电电流        1200mA +/- 50mA        根据用户需求可调
4        充电指示        红/绿LED        充电红色，充饱绿色
5        -deltaV检测值        33mV       
6        充饱电压        14V +/- 0.2V        充电完毕静置30分钟后测量
7        充电保护时间        5小时 +/- 10%        根据不同电芯容量和用户需求可调
8        上限保护电压        1.56V/cell        十节电芯为15.6V
9        上限保护温度        60℃ +/- 3℃        20s之内停止充电
10        充电最大温升        18℃ +/- 3℃        1-2分钟内停止充电
11        预充电压        0.82V/cell        十节电芯为8.2V
12        充电环境温度        0℃ - 40℃       
保护及存放特性
序号        项目        额定值        备注
1        低电压检测值        10.0V +/- 0.1V        根据用户需求可调
2        过流保护值        5A +/- 0.5A       
3        短路保护        有       
4        保护解除方法        充电       
5        工作自耗电        <100uA        电池电压于7.2V时测定
6        保护后自耗电        <10uA       
7        存放温度        -20℃ － 45℃       

警告：
a.只用于特定的产品。
b.不要放入水中或蒸汽中。
c.不要加热或扔进火中。
d.不要放入高于60oC或者加热的容器中，也不要在这样的条件下充电或放电。
e.不要挤压或将其从高处扔下。

YXLLAND

很齐的资料！