在開關模式下，DS2712電池充電器的開關速度隨電感選擇、充電電流和電池電壓而變化。在某些情況下，應知道各種條件下的速度，以考慮噪聲靈敏度、峰峰值充電電流和電感選擇限制。本應用筆記提供了一個易于使用的電子表格，用于估算不同元件值和電池參數的電路開關速度。

介紹

使用DS2712開關模式電池充電器進行設計時，快速確定電路預期轉換的頻率范圍非常有用。了解和控制開關頻率有助于優化電感器選擇，為晶體管選擇提供指導，并規定PCB布局考慮因素等。對于DS2712架構，充電模式不會影響開關頻率（與DS2715平臺一樣），因為基準電壓在所有模式下都是固定的。雖然電感在設置開關頻率方面起著最大的作用，但電池單元電壓的變化是主要的可變效應。本應用筆記分析了DS2712充電器電路，以及用于估算開關頻率的簡單電子表格。

電路概述

圖1所示為具有電池和檢測電阻負載的降壓開關充電器的等效電路。DS2712架構通過調節R兩端的電壓來工作意義到所有充電模式的預設值。檢測電阻值以及該預設基準電壓控制I的值負責.對于鎳氫電池，首選四個充電階段——所有階段（預充電、快速充電、浮充和維護）均通過DS2712檢測電阻兩端的電壓進行調節。預充電和浮充狀態的工作電流為快速充電期間調節的平均電流的 25%。維護模式以快速充電電流的 1/64 工作。

根據電池組的狀態輸入各種充電狀態。當電池電壓小于1.0V時，采用預充電模式對耗盡的電池緩慢充電。快充模式僅在電池電壓高于1.0V且不超過1.65V時使用，但也可能在滿足其他快充條件時終止。浮充模式在預設的時間段內遵循快速充電模式。R寄生是添加到參考電路中的可選參數，用于表示由于電池、保險絲或其他連接不理想而可能發生的任何顯著寄生壓降。

圖1.DS2712開關基準電路

用于調節檢測電阻電壓的控制電路由一個帶遲滯的比較器和一個驅動漏極開路輸出引腳的基準電壓組成。各種開關模式的占空比變化由 Q 處理抄送和 CC 輸出引腳（未顯示）。開關速度，而Q抄送是否進行取決于我所需的時間負責從一個峰值到另一個峰值，然后再返回，其中包括反饋電路和轉動Q過程中的任何延遲西 南部和 D抓住斷斷續續。這些延遲導致負責超過一個或兩個比較器閾值，產生比標稱值更大的峰峰值變化。圖2顯示了理想開關控制波形的示例，圖3顯示了Q西 南部.

圖2.理想的充電電流控制波形。（未按比例繪制。

圖3.具有慢Q值的充電電流控制波形西 南部關閉。（未按比例繪制。

計算方法

I 的變化率負責由理想電感L的電壓和電流關系決定。

因此，Q 的開和關狀態的時間量西 南部隨每種狀態下L兩端產生的電壓以及I的變化而變化負責從一個高峰到另一個高峰。峰峰值由充電模式的遲滯值和導致比較器電平過沖的任何控制電路延遲設定。有關檢測比較器基準電壓（V國際經濟論壇）和遲滯電壓（VHYS_COMP).

為了簡化開關速度近似值，我們假設電感兩端的電壓對于每個Q西 南部狀態保持不變。我們還假設 V 的中點意義從峰值到峰值 [V國際經濟論壇- （0.5 × VHYS_COMP）]為計算每種狀態的電感電壓提供了合理的穩態條件。通過這些簡化，圖1中基準電壓源電路環路周圍的壓降為QSW_ON和 QSW_OFF可以計算狀態以產生給定電池電壓的電感電壓，如下所示：

由于在快速充電模式下，電池電壓可能在1.0V至1.65V范圍內變化，因此計算電感電壓，然后計算幾個工作點的開關速度非常有用。該電子表格可供下載，該電子表格將針對快速充電模式下的三種不同電池電壓以及預充電和浮充模式下的一個電池組電壓執行本應用筆記中所述的計算。

一旦計算出每個狀態和每個工作點的電感電壓，控制電路中的任何延遲都可以計入Q西 南部.對于我們的近似值，這是通過首先計算 I 中的額外變化來實現的負責由于Q的導通和關斷延遲西 南部根據以下公式：

電流的這種額外變化可以被認為是 I負責由于控制信號或晶體管開關延遲而導致的比較器閾值過沖。為簡單起見，我們假設電感電壓在每種狀態下保持恒定。當由于延遲引起的額外di被添加到由于遲滯引起的理論電流變化中時，我們有：

此調整后的增量 I負責與先前計算的電感電壓一起代入理想電感方程，以確定總Q值西 南部打開和關閉狀態時間。通常，雙極性電路最有可能產生足夠的開關延遲，因此需要考慮這種額外的延遲水平，但用戶也可以為MOSFET電路建模延遲。

本應用筆記中描述的公式在電子表格中實現，用于輕松估算DS2712開關模式充電器電路的開關速度。電子表格描述了用戶必須輸入的每個參數，或者用戶可以選擇修改的每個參數（圖 4）。

圖 4.開關速度計算電子表格。

第一組參數與參考原理圖的元件屬性有關。第二部分包含計算中使用的電池組的各個工作點。第三部分介紹電流檢測比較器的內部設定點;本節中的默認值應從DS2712器件的數據資料中驗證。最后，最后一部分參數是DS2712固有的延遲，以及開關電路引起的任何額外延遲，必須考慮這些延遲才能進行精確估計。

計算結果

將應用電路的參數輸入可用電子表格的第一個選項卡后，可以在第二個選項卡中查看開關計算結果（圖5）。該電子表格顯示了每種模式和電池工作條件的結果，以及最終開關速度結果中使用的一些部分計算。其中包括每個狀態的電感電壓，I 的變化負責由于延誤，以及個人的開和關狀態時間。

圖 5.開關速度結果選項卡。

結論

從與基準電路相關的開關速度估計中可以獲取許多有用的信息。可以看出，影響DS2712開關模式NiMH充電器開關速度的主要因素是電感值，I負責，V 的凈空在高于電池組電壓，在某些情況下，Q 開關緩慢導致延遲西 南部.此處介紹的分析可用于估計這些電路的開關速度，并在必要時了解如何最好地調整該速度。

審核編輯：郭婷