电池与充电管理:选择与权衡因素
来源:电子工程专辑 作者:—— 时间:2010-05-04 09:53
锂离子/锂聚合物电池
与 NiCd 电池和 NiMH 电池相类似,在快速充电之前尽可能检验并调节锂离子电池。验证和处理方法与上述使用的方法相类似。
如图 2 所示,验证和预处理之后,先用一个 1C 或更低的电流对锂离子电池进行充电,直到电池达到其充电电压极限为止。该充电阶段通常会补充高达 70% 的电池容量。然后用一个通常为 4.2V 的恒定电压对电池进行充电。为将安全性和电池容量,必须要将充电压稳定在至少 ?1%。在此充电期间,电池汲取的充电电流逐渐下降。就 1C 充电率而言,一旦电流电平下降到初始充电电流的 10-15% 以下充电通常就会终止。
图2:锂离子电池化学技术充电曲线。
开关模式与线性充电拓扑的对比
传统上来说,手持设备都使用线性充电拓扑。该方法具有诸多优势:低实施成本、设计简捷以及无高频开关的无噪声运行。但是,线性拓扑会增加系统功耗,尤其是当电池容量更高引起的充电率增加的时候。如果设计人员无法管理设计的散热问题,这就会成为一个主要缺点。
当 PC USB 端口作为电源时,则会出现其他一些缺点。当今在许多便携式设计上都具有 USB 充电选项,并且都可提供高达 500mA 的充电率。就线性解决方案而言,由于其效率较低,可以从 PC USB 传输的“电能”量就被大大降低,从而导致了充电时间过长。
这就是开关模式拓扑有用武之地的原因。开关模式拓扑的主要优势在于效率的提高。与线性稳压器不同,电源开关(或多个开关)在饱和的区域内运行,其大大降低了总体损耗。降压转换器中功率损耗的主要包括开关损耗(在电源开关中)以及滤波电感中的 DC 损耗。根据设计参数的不同,在这些应用中出现效率大大高于 95% 的情况就不足为奇了。
当人们听到开关模式这个术语时大多数人都会想到大型 IC、大 PowerFET 以及超大型电感! 事实上,虽然对于处理数十安培电流的应用而言确实是这样,但是对于手持设备的新一代解决方案而言情况就不一样了。新一代单体锂离子开关模式充电器采用了最高级别的芯片集成,高于 1MHz 的使用频率以最小化电感尺寸。图 1 说明了当今市场上已开始销售的此类解决方案。该硅芯片的尺寸不到 4 mm2,其集成了高侧和低侧 PowerFET。由于采用了 3MHz 开关频率,该解决方案要求一个小型 1uH 电感, 其外形尺寸仅为:2mm x 2.5mm x 1.2mm (WxLxH)。
充电器的选择
电池充电器工具使得设计人员选择正确的充电器的过程更轻松。图 3 是 TI 网站上提供的一种工具的示例。
图3:电池充电器选择工具。
参考文献
* 如欲了解电池充电选择工具的更多详情,。
* 如欲了解 TI 本解决方案和其他电源解决方案的更多详情,
作者简介
Masoud Beheshti 现任 TI 电池充电管理总监。他从事电源和电池管理领域的设计、产品定义、战略营销和业务管理工作超过 19 年之久。Masoud 毕业于瑞尔森大学 (Ryerson University, Toronto, Canada),获电子工程理学士学位,后又毕业于南卫理公会大学(达拉斯) (Southern Methodist University, Dallas, Texas),获金融与营销 MBA。
上一篇:选择ASSP还是采用合适的SoC
- •每套最高卖100万元!火爆的IGBT充电集2023-08-11
- •OPPO闪充新技术即将发布:或将探索行业新维度2021-07-21
- •Littelfuse推出可防止过电流和过充电的表面贴装锂离子电池保护器2020-05-14
- •滴滴与BP成立合资企业 在中国打造电动汽车充电网络2019-08-02
- •充满电用三天,vivo Z5x做到了2019-06-17
- •2019春季环球资源移动电子展:8款氮化镓快充成为亮点2019-04-22
- •12V电瓶充电器2019-01-23
- •芯片如何帮手机充电器实现“更小体积、更快充电”?2018-03-22
- •照明、上网、充电!南宁市首个智慧灯杆正式启用2017-09-04
- •放心充电一晚上吧!专家说不影响电池寿命!2017-08-10