MCP1630 NiMH電池充電器演示板使用指南

一、前言

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電池充電器是一個(gè)關(guān)鍵組件。Microchip的MCP1630 NiMH電池充電器演示板為我們提供了一個(gè)很好的解決方案。這份用戶指南詳細(xì)介紹了該演示板的使用方法、特性以及相關(guān)技術(shù)信息。

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二、產(chǎn)品概述

2.1 簡(jiǎn)介

MCP1630 NiMH電池充電器演示板用于評(píng)估Microchip MCP1630在SEPIC電源轉(zhuǎn)換器應(yīng)用中的性能。它是一個(gè)完整的獨(dú)立4節(jié)NiMH電池充電器，輸入電壓范圍為8V至15V，能夠?yàn)?節(jié)串聯(lián)的NiMH電池充電。

2.2 演示板組成

該演示板集成了多種芯片，包括MCP1630（高速PIC? MCU PWM MSOP - 8）、MCP1700T（LDO穩(wěn)壓器SOT - 23）、MCP6042T（運(yùn)算放大器MSOP - 8）、PIC16LF818（MCU Flash SSOP - 20）、TC54（電壓檢測(cè)器SOT - 23A）和TC1047A（溫度 - 電壓轉(zhuǎn)換器SOT - 23B）。輸入電壓范圍為8V至15V，輸出能夠以500mA的恒定電流為每節(jié)高達(dá)1.6V的4節(jié)NiMH電池充電。

2.3 套件內(nèi)容

• MCP1630 NiMH電池充電器演示板
• MCP1630 NiMH電池充電器演示板用戶指南（DS51505）
• MCP1630數(shù)據(jù)手冊(cè)，“高速、微控制器適配的脈寬調(diào)制器”（DS21896）

三、安裝與操作

3.1 原理介紹

MCP1630是一種高速、微控制器適配的PWM，與微控制器配合使用時(shí)，可控制電源系統(tǒng)的占空比，以提供輸出電壓或電流調(diào)節(jié)。PIC16LF818微控制器可用于調(diào)節(jié)輸出電壓或電流、開關(guān)頻率和最大占空比。MCP1630生成逐脈沖占空比，提供快速過(guò)流保護(hù)，并利用可變外部輸入。該演示板使用的功率級(jí)是單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器（SEPIC）。

3.2 特性

• 多種充電電流：快速充電電流為500mA，涓流充電電流為50mA，頂充電流為25mA。
• 多重保護(hù)功能：具備過(guò)壓保護(hù)（電池移除時(shí)）、過(guò)充保護(hù)、過(guò)放保護(hù)、過(guò)流保護(hù)（電池短路時(shí)）、電池反接保護(hù)和輸入短路保護(hù)。
• 溫度保護(hù)：如果電池或環(huán)境溫度過(guò)高，會(huì)終止快速充電。
• 軟啟動(dòng)功能：上電時(shí)通過(guò)保持參考電壓低來(lái)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。
• 充電終止方式：通過(guò)檢測(cè)電壓隨時(shí)間的預(yù)定義變化、指定溫度或指定經(jīng)過(guò)時(shí)間來(lái)終止充電。
• 簡(jiǎn)單的電量計(jì)：具有雙MCP6042放大器、1通道感測(cè)電壓和1通道感測(cè)電流。
• 靈活性：可通過(guò)對(duì)微控制器編程來(lái)優(yōu)化充電算法，適應(yīng)新電池技術(shù)并添加專有功能。
• 低待機(jī)電流：僅29μA。

3.3 開始使用

3.3.1 電源輸入和輸出連接

• 電源輸入：將輸入電壓施加到提供的表面貼裝測(cè)試點(diǎn)。輸入電壓源應(yīng)限制在0V至+15V范圍內(nèi)，正常操作時(shí)應(yīng)在+8V至+15V之間，且最大不超過(guò)+15V。為了將輸出電壓調(diào)節(jié)到6.4V，在500mA時(shí)所需的源電流至少約為800mA。將輸入源的正極（+）連接到測(cè)試點(diǎn)TP2，負(fù)極（-）連接到GND測(cè)試點(diǎn)TP3。
• 負(fù)載連接：將負(fù)載的正極（+）連接到測(cè)試點(diǎn)TP1，負(fù)極（-）連接到測(cè)試點(diǎn)TP4。使用電子或接地參考負(fù)載時(shí)需小心，切勿將TP4連接到地，因?yàn)殡姵仉娏鞲袦y(cè)是在返回支路中參考的，連接TP4到地會(huì)使電流感測(cè)短路。電池處于涓流充電模式或電池電壓低于0.8V/節(jié)時(shí)，典型充電電流為50mA；快速充電模式下為500mA；頂充模式下為25mA。充電電流由MCP1630自動(dòng)調(diào)節(jié)。如果電池端子電壓小于3.2V（0.8V/節(jié)），代碼將阻止板子進(jìn)入500mA快速充電模式。上電時(shí)，板子總是先進(jìn)行涓流充電，因此使用純電阻負(fù)載不適用于涓流和快速充電電流。評(píng)估充電器的最佳方法是使用4節(jié)串聯(lián)的NiMH電池或推薦的模擬電池負(fù)載。

3.3.2 狀態(tài)LED

3.3.3 編程

J1可用作閃存編程端口，用于修改原型應(yīng)用的代碼。J1的引腳排列與MPLAB? ICD 2編程器所需的引腳排列匹配。

四、附錄

4.1 原理圖和布局

附錄A包含了MCP1630 NiMH電池充電器演示板的原理圖和布局圖，包括電路板原理圖、頂層、底層、中間層1和中間層2。

4.2 物料清單（BOM）

附錄B列出了構(gòu)建演示板所需的零件，包括電容、電阻、二極管、LED、連接器、晶體管、電感、測(cè)試點(diǎn)和集成電路等，每個(gè)零件都有詳細(xì)的數(shù)量、參考編號(hào)、描述、制造商和零件編號(hào)。

4.3 評(píng)估板固件

附錄C提供了有關(guān)應(yīng)用固件的信息，最新版本的MCP1630 NiMH電池充電器演示板用戶指南固件可在Microchip網(wǎng)站（www.microchip.com）上獲取。

五、總結(jié)

MCP1630 NiMH電池充電器演示板為電子工程師提供了一個(gè)方便的平臺(tái)，用于評(píng)估和開發(fā)NiMH電池充電解決方案。其豐富的功能和保護(hù)特性，以及可通過(guò)編程進(jìn)行定制的能力，使其成為電池充電設(shè)計(jì)的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們可以根據(jù)具體需求對(duì)演示板進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和改進(jìn)。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)類似產(chǎn)品的一些特殊問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。