MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器：设计与应用解析

在电子设备的设计中，电池充电器是一个关键的组成部分，尤其是对于锂电池这种广泛应用的电池类型。Microchip的MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器为我们提供了一个高效、可靠的解决方案。今天，我们就来深入探讨一下这款充电器的特点、安装和操作方法。

文件下载：MCP1630RD-LIC1.pdf

产品概述

充电器简介

MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器主要用于评估Microchip的MCP1630在单端初级电感转换器（SEPIC）电源转换器应用中的性能。它能够利用10V至28V的输入电压，并行为两个单节锂离子电池组充电。而且，多个板子可以进行菊花链连接，最多可实现16个充电槽。

该充电器适用于伪智能电池充电应用，可与包含Microchip的PS700电池监测器的电池组配合使用，当然也可以使用标准电池组。它提供恒流、恒压充电，具备预充电、电池温度监测和电池组故障监测功能，每个充电槽都有状态和故障指示，还能自动检测电池组的插入或移除。

充电器套件内容

MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器套件包含以下内容：

• MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器（型号102 - 00038）
• MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器用户指南（DS51515）
• MCP1630高速、微控制器自适应脉宽调制器数据手册（DS21896）

安装与操作

充电器特点

MCP1630具有以下显著特点：

• 可编程参数：可在固件中进行修改，工厂设置包括预充电电流为200 mA、预充电阈值为2.8 V、恒流快充电流为2A、恒压充电电压为4.2V以及充电终止阈值为100 mA。
• 多重保护功能：具备过压保护（电池移除时）、过充保护、过流保护（电池短路时）、电池反接保护、输入短路保护和过温保护等，能有效防止电池在充电过程中受到损坏。
• 灵活的充电算法：可以通过修改PIC18F2410中的固件，优化充电算法以适应新的电池技术，并添加专有功能。同时，它还能适应环境影响，如环境温度的变化。

开始使用

MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器已完全组装并经过测试，可用于为单节锂离子电池组充电。使用时，需要一个外部输入电压源（+10V至+28V）和外部负载（电池或模拟电池负载）。为了充分发挥伪智能电池系统的优势并缩短充电周期，建议使用包含Microchip的PS700电池监测器的电池组。

电源输入和输出连接

• 电源输入：将输入电压施加到输入端子块（JP2），输入电压源应限制在0V至+28V范围内，正常工作时输入电压应在+10V至+28V之间，绝对最大输入电压不得超过+35V。将输入源的正极连接到JP2的引脚1，负极连接到引脚2。
• 负载连接：将负载的正极（B +）连接到JP1或JP3的引脚1，负极（B -）连接到引脚5。如果电池组中有参考B -的热敏电阻，应加以利用；若没有或不需要，可在电池插头的引脚4和引脚5之间放置一个10 kΩ的电阻，也可以修改固件以忽略热敏电阻输入。此外，电池插头处提供了SMBus接口连接，用于与包含Microchip的PS700的电池组进行通信，可补偿高电流充电路径中的IR电压降，从而缩短充电周期。

状态指示灯

每个充电槽都有一个指示灯用于指示充电状态（充电槽1为D8，充电槽2为D6），以及一个指示灯用于指示故障（充电槽1为D4，充电槽2为D5）。不同的充电周期状态对应不同的指示灯显示，具体如下：	充电周期状态	状态（绿色）	故障（红色）
资格验证	关闭	开启
预充电	开启	关闭
恒流快充	开启	关闭
恒压充电	开启	关闭
充电完成	闪烁（0.5 Hz，50%占空比）	关闭
安全定时器故障	闪烁（0.5 Hz，50%占空比）	开启
电池温度无效	开启	开启
电池断开	关闭	开启
输入电源移除	关闭	关闭

编程

提供了头JP4用于系统内电路编程。

其他资源

原理图和布局

附录A包含了MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器的原理图和布局图，包括电路板原理图（第1页和第2页）、电路板组装图、电路板顶层、中间层1、中间层2和底层。这些图纸对于深入了解充电器的内部结构和设计非常有帮助。

物料清单

附录B列出了构建MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器所需的所有零件，包括电容、电阻、二极管、晶体管、集成电路等，详细信息如下表所示：	Qty	Reference	Description	Mfgr.	Part Number
2	C1, C15	1 µF, X7R Ceramic, 50V, 1206	TDK Electronic Co., LTD	C3216X7R1H105K
5	C2, C3, C13, C14, C18	10 µF, Y5U Ceramic, 50V, 1210	Panasonic ®	ECJ-4YF1H106Z
4	C4, C5, C16, C17	10 µF, X5R Ceramic, 10V, 1206	Panasonic	ECJ-3YB1A106M
4	C6, C19, R18, R40	DNP
6	C7, C20, C27, C28, C29, C30	0.01 µF, X7R Ceramic, 50V, 0805	Panasonic	ECJ-2VB1H103K
2	C8, C22	1500 pF, X7R Ceramic, 100V, 0805	Panasonic	ECJ-2VB2A152K
2	C9, C25	0.022 µF, X7R Ceramic, 50V, 0805	Panasonic	ECJ-2VB1H223K
4	C10, C21, C26, C31	4.7 µF, X5R Ceramic, 6.3V, 0805	Panasonic	ECJ-2FB0J475M
5	C11, C12, C23, C24, C32	0.1 µF, X7R Ceramic, 16V, 0805	Panasonic	ECJ-2VB1C104K
2	D1, D2	Schottky Diode, 40V, 3A, SMA	Diodes Inc.	B340A-13
1	D3	Shunt Regulator, SOT23-5	Texas Instruments Inc.	TL431IDBVR
2	D4, D5	Red LED, 0805	Lumex ® Opto/Components	SML-LXT0805IW-TR
2	D6, D8	Green LED, 0805	Lumex Opto/Components	SML-LXT0805GW-TR
1	D7	Dual Schottky, 45V, 75 mA, S-MINI 4P	Panasonic	MA4ZD0300L
1	F1	Polyswitch, 2.0A, Resettable, MINISMDC	Raychem ®	MINISMDC200-2
2	JP1, JP3	Connector Header, 5 Pos., 2.54mm, Friction Lock, HDR1X5-FL	Molex ® /Waldon ®	22-23-2051
1	JP2	Connector Terminal Block, 2-Pos., 5.08mm, TB508-2	Phoenix Contact	1729128
1	JP4	Connector Header, 5 Pos., 2.54mm, HDR1X5	Molex	22-03-2051
2	JP5, JP6	Connector Terminal Block, 2-Pos., 2.54mm, TB254-2	Phoenix Contact	1725656
2	L1, L3	Power Inductor, 15 µH, 1.47A, CDRH74	Sumida Corporation ®	CDRH74-150MC
2	L2, L4	Power Inductor, 15 µH, 3.6A, CDRH104R	Sumida Corporation	CDRH104R-150NC
2	Q1, Q2	N-channel MOSFET, SOIC8	International Rectifier	IRF7478
1	Q3	NPN Transistor, SOT23-6	Zetex ® Inc.	ZXT10N50DE6TA
8	R1, R2, R3, R4, R21, R22, R23, R24	0.22 Ω, 1/4W, Chip Resistor, 1206	Panasonic	ERJ-8RQFR22V
14	R5, R8, R9, R27, R29, R37, R50, R53, R54, R56, R57, R59, R60, R61	1.00 kΩ, 1/10W, Chip Resistor, 0805	Panasonic	ERJ-6ENF1001V
13	R6, R13, R14, R20, R28, R32, R35, R44, R46, R49, R52, R55, R62	10.0 kΩ, 1/10W, Chip Resistor, 0805	Panasonic	ERJ-6ENF1002V
6	R7, R25, R26, R33, R34, R36	7.87 kΩ, 1/10W, Chip Resistor, 0805	Panasonic	ERJ-6ENF7871V
8	R10, R15, R17, R19, R30, R39, R41, R43	100 kΩ, 1/10W, Chip Resistor, 0805	Panasonic	ERJ-6ENF1003V
2	R11, R31	10.0 Ω, 1/10W, Chip Resistor, 0805	Panasonic	ERJ-6ENF10R0V
7	R12, R42, R45, R47, R48, R51, R58	47.5 kΩ, 1/10W, Chip Resistor, 0805	Panasonic	ERJ-6ENF4752V
2	R16, R38	147 kΩ, 1/10W, Chip Resistor, 0805	Panasonic	ERJ-6ENF1473V
2	U1, U4	PWM Building Block, MSOP8	Microchip Technology Inc.	MCP1630-I/MS
2	U2, U5	Dual Op Amp 10 MHz, MSOP8	Microchip Technology Inc.	MCP6292-E/MS
2	U3, U6	Bilateral Switch, SOT23-5	Texas Instruments Inc.	SN74LVC1G66DBVR
1	U7	D-Type Flip-Flop, US8	Fairchild ®	NC7SZ74K8X
1	U8	Enhanced Flash, SOIC28	Microchip Technology Inc.	PIC18F2410-I/SO
1	U9	Dual Inverter, SOT23-6	Texas Instruments Inc.	SN74LVC2G14DBVR

评估板固件

附录C提供了有关评估板固件的信息，最新版本的MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器固件可在Microchip的官方网站（www.microchip.com）上获取。

总结

MCP1630 Li-Ion多槽电池充电器是一款功能强大、性能可靠的电池充电解决方案。它具有多种保护功能和灵活的充电算法，适用于各种锂离子电池充电应用。通过了解其产品特点、安装和操作方法，以及相关的原理图、物料清单和固件信息，电子工程师可以更好地将其应用到实际项目中。你在使用类似电池充电器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。