如今的便(bian)攜(xie)式(shi)(shi)電子(zi)設(she)備(bei)(bei)中電池(chi)技術(shu)包(bao)括電量檢測算(suan)法、電池(chi)充電算(suan)法與電池(chi)充電技術(shu)等(deng)幾個方面(mian)。眾所(suo)周知，充電式(shi)(shi)電池(chi)化學反應(ying)有鎳鎘(ge)、鎳氫、鋰(li)離子(zi)和鋰(li)聚合物4種程(cheng)式(shi)(shi)，作為便(bian)攜(xie)式(shi)(shi)電子(zi)設(she)備(bei)(bei)來(lai)說，雖然這(zhe)4種電池(chi)程(cheng)式(shi)(shi)各有特點(dian)，但從能(neng)量密度(du)與安全性角(jiao)度(du)的發(fa)展與實踐可(ke)知，鋰(li)離子(zi)電池(chi)和鋰(li)聚合物電池(chi)的優勢己成為小型長運行時間(jian)的設(she)備(bei)(bei)的理(li)想(xiang)之選，比如筆記本電腦以(yi)及基于硬盤的PMP等(deng)。對便(bian)攜(xie)式(shi)(shi)電子(zi)設(she)備(bei)(bei)工(gong)程(cheng)師來(lai)說，正確選擇與應(ying)用(yong)好便(bian)攜(xie)式(shi)(shi)電子(zi)設(she)備(bei)(bei)中電池(chi)技術(shu)至關重要(yao)，值此本文將(jiang)對此作研討，并作應(ying)用(yong)舉例分析(xi)。
1、關于細流充電、快速充電和穩定充電的電池充電算法
根(gen)據***終應用的(de)(de)(de)能量需(xu)求，一個(ge)(ge)電(dian)池(chi)(chi)組可能包含(han)***多4個(ge)(ge)鋰(li)(li)離子(zi)或鋰(li)(li)聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)電(dian)池(chi)(chi)芯(xin)，其配置(zhi)(zhi)可有多種變化，同(tong)時帶有一個(ge)(ge)主流(liu)的(de)(de)(de)電(dian)源(yuan)適配器(qi)(qi)：直(zhi)接的(de)(de)(de)適配器(qi)(qi)、USB接口或汽(qi)車充(chong)電(dian)器(qi)(qi)。除去電(dian)芯(xin)數量、電(dian)芯(xin)的(de)(de)(de)配置(zhi)(zhi)或電(dian)源(yuan)適配器(qi)(qi)類型上的(de)(de)(de)差(cha)別，這些電(dian)池(chi)(chi)組都有同(tong)樣(yang)的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)特性。因此它們的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)算(suan)法(fa)也一樣(yang)。鋰(li)(li)離子(zi)與(yu)鋰(li)(li)聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)電(dian)池(chi)(chi)***好的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)算(suan)法(fa)可以分(fen)為3個(ge)(ge)階段：細流(liu)充(chong)電(dian)、快速充(chong)電(dian)和穩定充(chong)電(dian)。
1.1 細流充電
用于對深度放電的電芯進行充電。當電芯電壓在低于大約2.8V時，用一個恒定的0.1C的電流為它充電。
1.2 快速充電
電(dian)芯電(dian)壓超過細流(liu)充電(dian)的門檻時，提高充電(dian)電(dian)流(liu)進(jin)行快(kuai)速(su)充電(dian)。快(kuai)速(su)充電(dian)電(dian)流(liu)應(ying)低(di)于(yu)1.0C。
1.3 穩定電壓
在快速充電(dian)過(guo)程中，一旦電(dian)芯電(dian)壓達到4.2V，穩定(ding)電(dian)壓階段就開始了。這(zhe)時(shi)可(ke)通過(guo)***小充電(dian)電(dian)流(liu)或定(ding)時(shi)器或這(zhe)兩者的聯合來中斷(duan)充電(dian)。當***小電(dian)流(liu)低于大(da)約0.07C時(shi)，可(ke)中斷(duan)充電(dian)。定(ding)時(shi)器則要靠(kao)一個預設的定(ding)時(shi)器來觸(chu)發(fa)中斷(duan)。
高(gao)級(ji)的(de)(de)電(dian)池充電(dian)器通(tong)常帶有附(fu)加的(de)(de)安全功能。比(bi)如，如果電(dian)芯溫度超出給定窗口，通(tong)常是0℃--45℃，充電(dian)就會暫停。
除去某些非常低端的設備，現在市面上的鋰離子/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行充電，這不光是為了取得更佳充電效果，同時也是為了安全。
1.4 鋰離子/聚合物電池的充電算應用舉例-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，可編程充 電電流高達1.2A，而用USB電源則可高達1A，同時自動檢測在每個輸入端是否存在電壓。該器件還提供USB限流。應用包括PDA、MP3播放器、數碼 相機、輕型便攜式醫療和測試設備以及大彩屏蜂窩電話。其性能特點：無需外部微控制器終止充電；輸入電源自動檢測和選擇；通過電阻從交流適配器輸入充電的可編程充電電流高達1.2A；通過電阻的可編程 USB充電電流高達1A；100%或20% USB充電電流設置；輸入電源存在輸出和NTC偏置（VNTC）引腳具120mA驅動能力；NTC熱敏電阻輸入（NTC）引腳用于溫度合格的充電；預設置電池浮動電壓具±0.6%的準確度；熱調節***大限度地提高充電速率且無過熱風LTC4097可用于交流適配器或USB電源為單節鋰離子/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，可編程充電電流高達1.2A，而用USB電源則可高達1A，同時自動檢測在每個輸入端是否存在電壓。該器件還提供USB限流。應用包括PDA、MP3播放器、數碼 相機、輕型便攜式醫療和測試設備以及大彩屏蜂窩電話。
雙輸(shu)入1.2A鋰電池充電器ltc4097示意圖
2、鋰離子/聚合物電池充電方案
鋰離子/聚合物電(dian)(dian)池的(de)充(chong)電(dian)(dian)方案(an)對于不同數量(liang)的(de)電(dian)(dian)芯(xin)(xin)、電(dian)(dian)芯(xin)(xin)配置以及電(dian)(dian)源類型還(huan)是不同的(de)。目前主要有3種主要的(de)充(chong)電(dian)(dian)方案(an)：線(xian)性，Buck(降(jiang)壓(ya))開關(guan)和(he)SEPIC(升壓(ya)與(yu)降(jiang)壓(ya))開關(guan)。
2.1 線性方案
當充電器輸入電壓大于全充滿電芯加上充足凈空之后的開路電壓時，***好用線性方案，特別是1.0C快速充電電流不比1A大太多時。比如，MP3播放器通常只有一個電芯，容量從700到1500mAh不等，滿充開路電壓是4.2V。MP3播放機的電源通常是AC/DC適配器或者是USB接口，其輸出是規則的5V；這時，線性方案的充電器就是***簡單、***有效率的方案。圖2所示為鋰離子/聚合物電池充電方案線性方案，基本結構和線性電壓規整器一樣。
鋰離子和鋰聚合物線性方案的充電器應用例舉
線(xian)性(xing)方案(an)的充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)應用(yong)例舉-雙輸入Li+充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)及(ji)智(zhi)能電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源選擇器(qi)(qi)MAX8677A MAX8677A是雙輸入USB/AC適配器(qi)(qi)線(xian)性(xing)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)，內置Smart Power Selector，用(yong)于由可充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)單節Li+電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的便攜式(shi)設備(bei)(bei)。該充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)器(qi)(qi)集成了電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)和外(wai)(wai)部(bu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)和切換負載所需(xu)的全部(bu)功率開關，因此(ci)無需(xu)外(wai)(wai)部(bu) MOSFET。MAX8677A理想用(yong)于便攜式(shi)設備(bei)(bei)，例如(ru)智(zhi)能手(shou)機(ji)、PDA、便攜式(shi)多媒體播放器(qi)(qi)、GPS導航設備(bei)(bei)、數碼相機(ji)、以(yi)及(ji)數碼攝像機(ji)。
MAX8677A可(ke)(ke)以(yi)工作于(yu)(yu)(yu)獨立的(de)(de)(de)USB和(he)(he)(he)AC適配(pei)器(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)輸(shu)入(ru)下(xia)或兩個輸(shu)入(ru)中(zhong)的(de)(de)(de)任意一(yi)個輸(shu)入(ru)下(xia)。當連接外部電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)時，智能電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)選擇器(qi)(qi)(qi)允許系(xi)(xi)統(tong)不連接電(dian)(dian)(dian)池或可(ke)(ke)以(yi)與深(shen)度放(fang)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)池連接。智能電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)選擇器(qi)(qi)(qi)自動將電(dian)(dian)(dian)池切(qie)換(huan)到系(xi)(xi)統(tong)負載，使用系(xi)(xi)統(tong)未(wei)利(li)用的(de)(de)(de)輸(shu)入(ru)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)部分為電(dian)(dian)(dian)池充(chong)電(dian)(dian)(dian)，充(chong)分利(li)用有限的(de)(de)(de)USB和(he)(he)(he)適配(pei)器(qi)(qi)(qi)輸(shu)入(ru)電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)。所有需要的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)檢(jian)測(ce)電(dian)(dian)(dian)路(lu)，包(bao)(bao)括集成的(de)(de)(de)功率(lv)開關(guan)，均集成于(yu)(yu)(yu)片上(shang)。DC輸(shu)入(ru)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)限***高(gao)可(ke)(ke)調節至2A，而DC和(he)(he)(he)USB輸(shu)入(ru)均可(ke)(ke)支(zhi)持100mA、500mA和(he)(he)(he)USB掛起模式。充(chong)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)可(ke)(ke)調節至高(gao)達1.5A，從而支(zhi)持 寬范圍(wei)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)池容性。MAX8677A的(de)(de)(de)其(qi)他特性包(bao)(bao)括熱調節、過壓保護、充(chong)電(dian)(dian)(dian)狀態和(he)(he)(he)故障輸(shu)出、電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)(yuan)好監(jian)視(shi)、電(dian)(dian)(dian)池熱敏(min)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)監(jian)視(shi)、以(yi)及充(chong)電(dian)(dian)(dian)定時器(qi)(qi)(qi)。MAX8677A采用節省空(kong)間的(de)(de)(de)、熱增強(qiang)型、4mm×4mm、24引腳的(de)(de)(de)TQFN封裝，規定工作于(yu)(yu)(yu)擴展級(ji)溫度范圍(wei)(-40～+85℃)。
