应用笔记 3959

nMOS晶体管与DS2714的配合使用


摘要 : DS2714独立式NiMH电池充电器的数据资料中提供了一个使用pnp晶体管的应用电路,利用pnp晶体管对充电电流进行开、关控制。这种方式可能存在某些问题,因为充电控制引脚的电流吸收能力会限制流过pnp晶体管的充电电流。本篇应用笔记描述了在使用DS2714芯片时怎样用nMOS晶体管代替pnp晶体管,以此来避免这一问题。

概述

DS2714数据资料中提供了一个使用pnp晶体管对充电电流进行开、关控制的应用电路,从元件数量来说这是最高效的配置,但并非对于任何应用都是最好的选择。因为VCHG是电流源,充电时电压会降到VCELL,当VCHG达到VCELL时就不能产生足够高的VGS电压使pMOS晶体管充分导通。使用pnp晶体管的缺陷在于IC必需吸收与充电电流成比例的电流(ib = β × ic)。根据充电速率,基极电流可能接近DS2714的极限。本应用笔记提供了一个利用反向器与nMOS晶体管相结合的电路,可以避免使用pnp晶体管带来的问题。

电路连接方式

将CCx引脚的输出连接到反向器的输入端,然后把反向器输出连接到nMOS晶体管的栅极。nMOS的漏极应该连接到VCHG,nMOS的源极接到充电电池。因为CCx为开漏输出,所以在VCC与CCx之间需要一个上拉电阻。

图1. DS2714应用电路,图中利用nMOS晶体管代替了pnp晶体管
图1. DS2714应用电路,图中利用nMOS晶体管代替了pnp晶体管。

晶体管选择

必须谨慎选择nMOS晶体管,确保晶体管能够承受最大充电电流,并在工作电压范围内完全导通。反向器与DS2714使用相同电源供电,最低工作电压为4V。这意味着在理想状态下,当CCx动作时反向器输出电压为4V。当电池电压大于1.75V时,DS2714会停止充电。在这样的情况下,VGS(ON)电压为2.25V (4V - 1.75V)。为了确保晶体管完全导通,应选择开启电压小于2.25V的nMOS管。本实例中使用了IRF7530,因为它具有低开启电压VGS (1.2V),能够允许较大的导通电流(5.4A)。