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1、:铿离子电池充电充电系统的差异与选择lu石门一nanOLl’thioBateryChrge.’Dl’h触receandChl’ceOfCh。切八g旦ystem.美国微芯科技公司主任应用工程师ScotOeorbornM二C的倍数或分数简介,C=Ah日前,便携式设备的供电问题向系统设计师提出了许额定容量的数值。N=小时数(对应于C)多挑战,利用电池作为主电源的做法越来越流行,因此系统,以1倍C速率放电的电池将在一个小时内释放标称的设计师必须设计出高度精密的系统充分挖掘电池的所有。,IOO0mAhr,IC的放潜力。每种应用都是不同的,但有:额定容量例如如果标称容量是那么一点却相同尽可能地
2、充电速率对应于mA,,1000的放电电流C/10的速率对应分利用电池的容量这一目标与如何恰当地为充电电池充。电改接相关。为了设公}出合适且可靠的电池充电系统,需要10OmA的放电电流,门=5时刘电池的充电特性和应用本身要求有深,通常生产商标定的电池容量都是指即5小时入的理解每种方放电的容量。例如,上述电池在ZOOmA恒流放电时能够提法都有其相应的优缺点,具体应用及其要求才是决定哪种5。mA方法最适合的关键因素。供小时的工作时间理论上该电池在1000恒流放电。·1充电系统在设i}中往往不太受重视,特别是在成本敏时能够提供小时的工作时间然而实际上由于大电池放,1。感的应用中。然而,充电
3、系统的质量对于电池的寿命和可靠电时效能降低此时的工作时间将小于小时。,那么怎样才能正确地为铿离子电池充电呢?理离子电性至关重要本文探讨了钾离子电池充电的基本原理并具池最适合的充电过程:、可以分为四个阶段涓流充电恒流充体讨论r线性充电解决方案和基于单片机的开关式解决方一__l},由陌压布由l:]乃布由辣象老图,一eroeh一P的MCP案以M73843和MCP73861线性充电管理控制器和尸IC16F684单片机以及MC尸1630脉宽调制器(PWM)为例展开讨论。摺离子充感充电或放电速率通常根据电池容量来表示。这一速度称为C速率。C速率等于特定条件下的充电或放电电流,定:义如下I=M火
4、C其中:!=充电或放心匕流,A阶段涓流充电涓流充电用来先对完全放电的电—世界电子.4geC启CCn￡om元器件2008,。:当的稳压措施从而不受输阶段2恒流充电一一当电池电压上升至嵋流充电闽值以上入电压的影响充电器的输入电.,。:时提高充电电流进行恒流充电恒流充电的电流在。2C压与交流母线电压和充电电流成比例至。,凡=蛛x。一议R。+凡动一Zx10C之间恒流充电时的电流并不要求十分精确准恒拒汽。,E。定电流也可以在线性充电器设计中电流经常随着电池电R是次级绕组的电阻与初级绕组反射电阻(RP加2)的,。。,。压的上升而上升以尽量减轻传输晶体管上的散热问题和RPTc是尸Tc的电阻VFO
5、是桥式整流器的前向压降此大于,。IC的恒流充电并不会缩短整个充电周期时间外变压器磁芯损失也会使输出电压略有降低因此这种做法不可取。当以更高电流充电时,由于电极反利用汽车适配器充电的应用也会遇到类似的问题。汽应的过压以及电池内部阻抗上的电压上升,电池电压会车适配器的输出电压典型范围为18V。gV至.更快速。,地上升恒流充电阶段会变短但由于下面恒压充恒流充电的速率和精度,电阶段的时间会相应增加因此总的充电周期时间并不特定应用的拓扑结构选择可能要由充电电流来决定。会缩短。许多大恒流充电应用或多节电池充电应用都采用开关式充:,阶段3恒压充电当电池电压上升到4.2V时恒流电解决方案来获得更。
6、—高的效率并避免产生过多热量出于,。,充电结束开始恒压充电阶段为使性能达到最佳稳压容尺寸和成本方面的考虑,低档和中档的快速充电应用则倾+1%。差应当优于向于采用线性解决方案,然而线性解决方案会以热的形式:,阶段4充电终止—与镍电池不同并不建议对铿离损失更多能耗。对于线性充电系统来说,恒流充电的容差变。子电池连续涓流充电连续涓流充电会导致金属铿出现极得极为重要。如果稳压容差太大,传输晶体管和其他元器件。,板电镀效应这会使电池不稳定并且有可能导致突然的自都需要更大体积,从而增加尺寸和成本。此外,如果恒流充。动快速解体电电流过小,整个充电周期将会延长。有两种典型的充电终:止方法采用最小充
7、电电流判断输出电压的稳定精度或采用定时器(或者两者的结合)。最小电流法监视恒压充为,了尽可能地充分利用电池容量输出电压稳压精度电阶段的充电电流,并在充电电流减小到O.OZC至0.O7C范非常关键。输出电压精度的小幅度下降也会导致电池容量围时终止充电。第二种方法从恒压充电阶段开始时计时,持的大幅减少。然而出于安全和可靠性方面的考虑,输出电压续充电两个小时后终止充电过程。也不能随意设置得过高。图2显示出了输出电压稳定精度上述四阶段的充电法完成对完全放电电池的充电约需。的重
