摘要：MAX1665S/V/Xj MAXIM公司生產的一種專用的鋰離子電池組充、放電控制保護器。利用它可以對鋰離子電池組提供有鏟的過壓、欠壓和過泫保護。文中介紹了MAX1665S/V/X的性能參數、典型電路的工作原理，同時給出了2～4節鋰離子電池組保護器的應用電路。

關鍵詞：鋰離子電池 過充電 過放電 保護器 MAX1665

1 概述

鋰離子電池是一種新型可用充電電池，它具有單體工作電壓高、體積小、重量輕、能量密度高、循環壽命長（高達1200次）、可在兩小時內快速充足電以及允許放電溫度范圍寬（-20～+60℃）等優點。此外，鋰離子電池還有自放電電流小，無記憶效應和無環境污染等優點，它的綜合性能優于鉛酸、鎳鎘、鎳氫和金屬鋰電池，因而是目前性能最好的電池。可廣泛應用于便攜式電子設備、移動通信、手機及無線電臺等。

鋰離子電池的主要缺點是不雞允許過充電和過放電。為了防止鋰離子電池過充電和過放電，單體電池或電池組都必須加裝充、放電及過流保護電路，并且需要專用的充電器來對鋰離子電池實施最安全和最佳地充電，以延長其使用壽命。

MAX1665S、MAX1665V、MAX1665X是分別可用于2、3、4節鋰離子電池組的充放電過過程控制器，這些器件能檢測每一節電池的電壓及充、放電電流，并可為鋰離子電池組提供過壓、欠壓和過流保持，它們通過控制兩只外部N溝道MOS場效應管的通斷來實現對電池且的充、充電保護。由MAX1665構成保護器所需的元件少，且工作電流非常低，從而保證電池在長期儲藏期間不會過放電。

2 主要特性參數及管腳功能

MAX1665鋰離子電池充電保護器的主要功能如下：

●具有保護功能，可對電池和電池組進行過充電和過放電保護；

●典型電源電流值為16μA；

●休眠電流小于1μA；

●電池組匹配輸入偏置電流小于500pA，可維掛電池組的平衡；

●B4P、B3P、B2P、B1P與PKN之間的最大電壓分別為+24V、+18V、+12V、+6V；

●工作溫度范圍為：-40～+80℃；

●儲藏溫度范圍為-60～+150℃。

MAX1665采用8腳SO封裝，其引腳排列如圖1所示。各器件的管腳功能如表1所列。

表1 MAX1665引腳功能

3 保護工作原理

3.1 過壓保護

當任何一節電池電壓升高到Vov(過壓限定值)以上時，芯片中CHG端輸出低電平以控制外部MOSFET關斷，從而斷開電池的充電回路。MAX1665可在電池組內逐個測量線一節電池電壓防防止過充電。當電池電壓下降到Vov-100mV以下時，充電過程又重新開始。

3.2 欠壓或過放電保護

在電池組只，當每節電池電壓均高于欠壓門限值VUV(典型值2.5V)時，器件將房產控制外部MOSFET接通放電回路，以允許電池組放電。放電過程中，只要其中一節電池電壓低于VUV時，器件便將CHG鎖定到PKN，DSG鎖定到BN，從而MOSFET的關斷放電回路將使器件進入睡眠模式，此時靜態電流低于1μA。

在長期儲藏期間，MAX1665進入睡眠模式，電池將安全放電（小于1μA）直到電池達到欠壓門限為止。當外部電池接通并使BN端電壓上升超過PKN端電壓18mV時，電路重新進入正常工作狀態。

3.3 過流保護

當MAX1665檢查出過流時，通過連接CHG和DSG來關斷外部MOSFET，從而停止充電或放電過程。在充電模式，當BN端到PKN端的電壓超過+250mV時，將進入過流充電。在放電模式，當BN端到PKN端的電壓低于-250mV時，進入過流放電。在任何一種過流條件下，CHG和DSG端均給出50ms/12Hz的選通脈沖（定期采樣電池電流），直到過流故障消除為止。如果過壓和過流條件同時存在，則過壓條件優先；如果過充電（欠壓）和過充條件同時存在，則達放電條件優先。

3.4 電池電流平衡

當各電池匹配（各電池參數一致）時，MAX1665僅從頂端點引出電流，而從中間接點引出的電流為零，這樣可使電池組電流保持平衡。圖2所示為一個電壓采樣簡化電池圖。

在實際工作中，MAX1665可從外部接點輸入70nA～150nA的電流，而當電池匹配時，這個電流不存地。在電池采樣期間（占用一個機器周期1/32的時間）則可獲取2～5nA的電流。

3.5 外部場效應管選擇

外部N溝道MOSFET被用作開關門，以控制充電、放電過程。MAX1665的CHG和DSG用來控制外部MOS場效應管的柵極，以防止鋰離子電池因過流狀態的損壞。需要說明的是，MAX1665X將最大柵源電壓VGS限制在20V。

4 串聯電池組充電控制電路

圖3（a）、（b）、（c）分別給出了2、3及4節串聯電池組充、放電保持器的應用電路。為防止MOS管中的體二極管導通，IRF7101的雙N溝道MOSFET采樣定向串聯連接方式（源極與源極相連），的極性符號表示對外連接充電電源的極性。圖中IRF7101可選用小型8腳窄封裝。如何選擇MOSFET，取決于電池的最大充、放電電流值，使用不同的MOSFET可以獲得不同的應用效果。表2給出了推薦的MOSFET。

表2 推薦MOSFET

當每節電池電壓低于4.3V（過壓充電限定值）時，MAX1665對電池充電。在充電過程中，如果任何一節電池的電壓升高到4.3V上，保護器都將關斷充電MOSFET以防止電池組內電池過充電；當每節電池電壓在2.5V（欠壓限定值）以上時，保護器則允許電池對負載放電。當任何一節電池電壓低于2.5V時，保護器將關斷放電MOSFET，從而防止電池組內電池過放電；如果PKN端與BN端的電壓差低于250mV時，電池正常充電或放電，否則被禁止，這一性能可防止電池組過流。

MAX1665的控制引腳CHG和DSG用來分別驅動兩只串接的N溝道MOSFET的柵極。而電池組能否充電或放電，取決于電池的狀態。在電池保持電路中，MAX1665依據B1P、B2P、B3P和B4P的測量值來決定電池組能否充電或放電。

當CHG和DSG是高電平時，MOSFET導通，允許電池充電或放電。當充電流或放電電流過大（過流）時，器件關斷MOSFET進入備用方式，并定期采樣電池電流，確定故障狀態是否解除。MAX1665不能直接取樣電流，但可通過測量BN和PKN之間電壓（由充電或放電電流通過MOSFET的漏源電阻得到，預置門限電壓為250mV）來防止電池過流。

在工作狀態時，MAX1665系列器件的耗電低于靜態電流（25μA），而在睡眠狀態，則低于1μA，該電路可允許電池長期儲存，而不影響電池壽命。