PT8A2713及其组成的带预放电的Ni-Cd充电器

PT8A2713是一款国产的充电器专用IC，专门设计用于控制Ni-MH、Ni-Cd电池的充放电。与大部分具有类似功能的MCU控制的充电器相比，具有功能完善、性能稳定、易于生产调试以及整体价钱便宜等优点。笔者在此简单介绍一下其性能特色及其应用。

该IC采用DIP20或SOP20封装，也可提供裸片，其引脚排列如图一，内部功能框图如图二：
                  

       按照排列顺序，1脚是Vcc供电脚，2脚是报警BUZZER输出脚，3脚是电池低电压指示，4脚是充电状态指示，5脚是内部内建稳压器的输出，为一个非常稳定的2.0V ±0.05V的电压输出，供给外部OSC时钟振荡器和NTC温度检测电路稳定的电源电压，6脚和11脚、13脚为内部功能引脚，主要供IC生产测试使用，7脚为地，8脚VB在充电过程中用于检测电池电压以判断电池是否充满，9脚VB2用于在放电过程中判断电池电压是否低过限定值。因为在充电状态和放电状态内部由许多不同的电路模块分别工作，而且两种状态下电池电压差别较大，因此为了提高检测效率和精度，分别用两个通道（VB和VB2）来检测电池电压。详细应用请参考推荐应用电路（图三）

       10脚用于读取外部NTC上的电压值以判断其温度，通常将NTC紧贴被充电电池表面，这样，通过NTC读取的温度就是电池体的温度，14脚就是开关键，用于控制负载（马达）的开（放电）或关，如果14脚由 外部按键拉低，并且IC内部由逻辑电路判别电池有足够电能推动马达的话，则IC将18脚输出拉低，从而控制Q2管导通，接通马达和电池，使马达得电运转。运转过程中IC通过VB2脚不断判断电池电压，如果电池电压降低到通过R5/R4/R3的分压使VB2引脚上的电压低过1.65V（与Vee有关，设定值是0.825*Vee），则点亮7秒低电压指示LED（3脚），并在每次关闭马达时同样点亮7秒。而如果继续使用使得电池电压下降到0.80*Vee时，IC会自动控制18脚关闭马达，以保护电池不至于被过放电损坏。

       15脚Cord是用来判断外接充电电源的状况，如果接上外接电源，则通过R12/R11的分压使得Cord引脚拉高，这样IC就会自动进入充电模式，使19脚Charg输出高电平从而Q3导通，Q1导通使外接电源通过Q1和D1给电池提供快速恒流充电，同时使充电指示灯LED1闪亮，充电过程中通过VB引脚不断判断电池的电压，如果继续充电使得电池电压上升到顶点然后微微下降，即表现出所谓的-DV特性时，IC就认为电池已经充满，IC内部控制电路就会关闭快速恒流充电而转为1/10倍率的脉冲补充充电。

       在充电过程中除了判断-DV特性之外，IC还同时检测电池的其它状态，实现最大充电电压保护、最大充电时间保护和电池体温度超限保护等完善的保护措施，具体保护过程与本刊较早前介绍的PT8A2704一样，请读者参考该篇文章说明。

       上面介绍的电路具有完善的过放电保护，但是对于Ni-Cd电池来讲，不光是需要可靠的充电保护和放电保护，另外还因为存在比较明显的记忆效应，而如果充电前电池未完全放电的话，久而久之电池容量就会越来越小，因此人们希望在每次充电前充电器能自动将Ni-Cd电池内的残余电量放完后再充电，在此笔者介绍一款采用PT8A2713组成的电路：（图四）

上图是适用于2－3节Ni-Cd电池串联的充电电路（需要微调R3-R5的数值），其工作过程大致是：电池一旦接上，则通过C7/R8适当延时后产生一个低有效的脉冲讯号，给IC的On/Off引脚一个触发讯号，触发IC拉低Motor引脚（对IC来讲就是已经开启负载放电），而Motor引脚拉低一方面打开Q2管使电池通过Q2/R14放电，一方面将连在一起的Cord引脚拉低，这样IC就认为外接电源输入已经被断开，从而进入纯粹的放电状态，IC通过VB2引脚不断检测电池的端电压，当持续放电使得每节电池的端电压低于0.8V时，IC的VB2引脚电压低于1.6V（也可通过改变外部R5/R4/R3电阻的比值来调整），这时可以认为电池已经放完了残余电量，而IC则判断为放电过程中电池电压低过极限，从而自动拉高Motor引脚，关闭负载（在这里也就是关闭放电回路），Motor引脚同时将 Cord引脚拉高，这样IC认为外接充电电源已经接上，从而控制 Charg引脚自动开启充电回路，转换为给电池充电，这样就实现了在充电之前自动给被充电电池放电的目的。

上图仅能适用2－3节镍镉电池，而且IC的电源供应直接接在充电输出端，变化较大，如果像遥控玩具或者电动工具这些使用8节、12节甚至更多节数镍镉电池的应用，其电池组的充电可否使用呢？当然可以，请看下面的修改后的电路：（图五）

这是一个已经大量生产的通用充电器，可通过一个单刀多掷开关选择不同的电池节数（实际是选择R5-R8不同的电阻接入），从而可以设置VB/VB2在相同的检测范围，另外，因为IC的供电电压Vcc和电池电压Vbat相差太多，因此在放电回路要增加Q5/Q6来作为电压隔离，而IC的供电也采用了R9/D2来降压提供并由外接供电电源通过Q3来控制，这样只有在电池和外部供电同时都接上时才会给IC供电，避免了图四电路的供电弊端，另外充放电开关管选用了性能优良的P-MOS管，大大增加了其电流负载能力并有效降低了充/放电过程中PCB组件的温升，性能非常完美。已经大批量配套应用于某高端遥控航模。

        这颗IC控制功能精确而完善，完全避免了市面上其它采用MCU的方案需要定制软件，因而产品性能取决于软件工程师的个人知识水平、以及MCU容易死机、失控，程序跑飞等弊端，加之性能非常稳定，价钱适中，具有MCU方案无可比拟的性能价格优势。

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