AN156 – 利用微控制器调节 MP2659 充电电流

应用说明

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摘要

许多电池供电设备都需要实时调节不同操作模式下的充电电流，从而实现性能的调整。例如，许多电池制造商要求针对不同温度设定不同的充电电流水平，以保证电池安全。因此，能够实时调节充电电流的方法将十分有用。

MP2659可以通过连接在 ISET 引脚和 AGND 之间的电阻器(R_ISET)来调节其充电电流。本应用说明将详细介绍如何通过微控制器 (MCU) 来实时调节 MP2659 的充电电流。文章将介绍 MP2659并阐明 R_ISET 和充电电流之间的关系，同时提供充电电流实时调节的设计指南，并给出设计实例。

1. 简介

MP2659是一款高度集成的开关充电器，专为 3 节至 6 节串联锂离子或锂聚合物电池组应用而设计。该器件支持具有不同电池调节电压的多种电池化学成分，并可通过 ISET 引脚和 AGND 之间连接的电阻(R_ISET)来调节充电电流。(R_ISET)与充电电流之间的关系可以用公式（1）来表示：

$$I_{CHG} = \frac{96(kΩ)}{R_{ISET}(kΩ)}$$

图 1 显示了 MP2659 的标准原理图。

图1: MP2659应用原理图

尽管通过R_ISET可以调节充电电流，但用这种方法进行实时调节并不可靠；而通过MCU 的 PWM信号实时调节充电电流，其可靠性更高。

2. 调节方法详述

MP2659 通过 ISET 引脚读取不同的电阻值来调节充电电流。由于ISET 引脚始终保持 1.2V 的恒定电压，因此可以通过改变 ISET 引脚和 AGND 之间的等效电阻来调节充电电流。而等效电阻的改变则可以通过修改 MCU 的 PWM 占空比来实现。

图 2：ISET 引脚等效电路

2.1 方法概述

图 3 显示了MP2659 的 ISET 引脚连接等效电阻时，如何构建设计。

图3: 等效电阻设计电路

PWM 信号具有可控占空比。该信号由 MCU 生成，并通过RC 滤波器（由 R₂、R₃和 C_ISET组成）将 PWM 信号过滤为直流信号。 ISET 引脚和 AGND 之间的等效电阻(R_EQ)可以通过公式 (2)来计算：

$$R_{EQ}=\frac {1.2R_1G_{123}}{1.2G_{123} - (\frac{DUTY \times V_{M\_PWM}}{R_2}+\frac{1.2}{R_1})}$$

其中DUTY为PWM占空比，V_{M_PWM}为PWM的幅值（与MCU供电电压相同，约为3.3V）。G₁₂₃可以通过公式（3）来估算：

$$G_{123} = {1 \over R_1} + {1 \over R_2} + {1 \over R_3}$$

对公式 1、2 和 3而言，R_EQ必须超过0Ω。因为当 R_EQ低于0Ω时，I_CHG = 0A。表 1 列出了不同 PWM 输入条件下的充电电流。

表1: 充电电流与PWM输入

PWM 输入	PPWM 占空比	充电电流
GND	0%	96(kΩ)/(R₁+R₂//R₃)
逻辑高	100%	0A
PWM 占空比	0% 至 MAX_DUTY ⁽¹⁾	线性调节充电电流
浮空	N/A	96(kΩ)/(R₁+R₂)