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正確選擇與應(yīng)用好便攜式電子設(shè)備中電池技術(shù)
來源: 日期:2016-7-21 11:23:06 瀏覽次數(shù):48

如今的便攜式電子設(shè)備中電池技術(shù)包括電量檢測(cè)算法、電池充電算法與電池充電技術(shù)等幾個(gè)方面。眾所周知,充電式電池化學(xué)反應(yīng)有鎳鎘、鎳氫、鋰離子和鋰聚合物4種程式,作為便攜式電子設(shè)備來說,雖然這4種電池程式各有特點(diǎn),但從能量密度與安全性角度的發(fā)展與實(shí)踐可知,鋰離子電池和鋰聚合物電池的優(yōu)勢(shì)己成為小型長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間的設(shè)備的理想之選,比如筆記本電腦以及基于硬盤的PMP等。對(duì)便攜式電子設(shè)備工程師來說,正確選擇與應(yīng)用好便攜式電子設(shè)備中電池技術(shù)至關(guān)重要,值此本文將對(duì)此作研討,并作應(yīng)用舉例分析。
1、關(guān)于細(xì)流充電、快速充電和穩(wěn)定充電的電池充電算法
根據(jù)最終應(yīng)用的能量需求,一個(gè)電池組可能包含最多4個(gè)鋰離子或鋰聚合物電池芯,其配置可有多種變化,同時(shí)帶有一個(gè)主流的電源適配器:直接的適配器、USB接口或汽車充電器。除去電芯數(shù)量、電芯的配置或電源適配器類型上的差別,這些電池組都有同樣的充電特性。因此它們的充電算法也一樣。鋰離子與鋰聚合物電池最好的充電算法可以分為3個(gè)階段:細(xì)流充電、快速充電和穩(wěn)定充電。
1.1 細(xì)流充電
用于對(duì)深度放電的電芯進(jìn)行充電。當(dāng)電芯電壓在低于大約2.8V時(shí),用一個(gè)恒定的0.1C的電流為它充電。
1.2 快速充電
電芯電壓超過細(xì)流充電的門檻時(shí),提高充電電流進(jìn)行快速充電。快速充電電流應(yīng)低于1.0C。
1.3 穩(wěn)定電壓
在快速充電過程中,一旦電芯電壓達(dá)到4.2V,穩(wěn)定電壓階段就開始了。這時(shí)可通過最小充電電流或定時(shí)器或這兩者的聯(lián)合來中斷充電。當(dāng)最小電流低于大約0.07C時(shí),可中斷充電。定時(shí)器則要靠一個(gè)預(yù)設(shè)的定時(shí)器來觸發(fā)中斷。
高級(jí)的電池充電器通常帶有附加的安全功能。比如,如果電芯溫度超出給定窗口,通常是0℃--45℃,充電就會(huì)暫停。
除去某些非常低端的設(shè)備,現(xiàn)在市面上的鋰離子/鋰聚合物電池充電方案都集成或是帶有外置的元件,以便按照充電特性進(jìn)行充電,這不光是為了取得更佳充電效果,同時(shí)也是為了安全。
1.4 鋰離子/聚合物電池的充電算應(yīng)用舉例-雙輸入1.2A鋰電池充電器LTC4097
LTC4097可用于交流適配器或USB電源為單節(jié)鋰離子/聚合物電池充電。圖1為雙輸入1.2A鋰電池充電器LTC4097示意圖。它采用恒定電流/恒定電壓算法充電,從交流適配器電源充電時(shí),可編程充 電電流高達(dá)1.2A,而用USB電源則可高達(dá)1A,同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)在每個(gè)輸入端是否存在電壓。該器件還提供USB限流。應(yīng)用包括PDA、MP3播放器、數(shù)碼 相機(jī)、輕型便攜式醫(yī)療和測(cè)試設(shè)備以及大彩屏蜂窩電話。其性能特點(diǎn):無需外部微控制器終止充電;輸入電源自動(dòng)檢測(cè)和選擇;通過電阻從交流適配器輸入充電的可編程充電電流高達(dá)1.2A;通過電阻的可編程 USB充電電流高達(dá)1A;100%或20% USB充電電流設(shè)置;輸入電源存在輸出和NTC偏置(VNTC)引腳具120mA驅(qū)動(dòng)能力;NTC熱敏電阻輸入(NTC)引腳用于溫度合格的充電;預(yù)設(shè)置電池浮動(dòng)電壓具±0.6%的準(zhǔn)確度;熱調(diào)節(jié)最大限度地提高充電速率且無過熱風(fēng)LTC4097可用于交流適配器或USB電源為單節(jié)鋰離子/聚合物電池充電。其采用恒定電流/恒定電壓算法充電,從交流適配器電源充電時(shí),可編程充電電流高達(dá)1.2A,而用USB電源則可高達(dá)1A,同時(shí)自動(dòng)檢測(cè)在每個(gè)輸入端是否存在電壓。該器件還提供USB限流。應(yīng)用包括PDA、MP3播放器、數(shù)碼 相機(jī)、輕型便攜式醫(yī)療和測(cè)試設(shè)備以及大彩屏蜂窩電話。
2、鋰離子/聚合物電池充電方案
鋰離子/聚合物電池的充電方案對(duì)于不同數(shù)量的電芯、電芯配置以及電源類型還是不同的。目前主要有3種主要的充電方案:線性,Buck(降壓)開關(guān)和SEPIC(升壓與降壓)開關(guān)。

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