锂电池充电器设计要求

2011-12-20      893 次浏览

影响锂离子电池安全和有效充电的因素有电压、电流和温度,因此,在充电器设计中要照顾控制好这三个因素。
    按照上述要求,充电器IC应有主动电源路径管理,这种电源路径管理要求在负载端电流进行加载/卸载的情况下,实时调整锂电池充电电流,有效监控管理符合USB-IF所规范的电流限制和软激活功能的要求。IC内应整合温度监控功能,如果IC温度超过限定值,会自动降低充电电流。充电器的电源适配器保证5V直流电源能进行降压稳流充电,如果适配器有过电流,可以用外部电阻设定最大充电电流控制,避免USB过载。
    充电器还应具有适应性电源路径管理功能,当系统端用电超过输入电源的供给限制时,保证锂电池能够主动开动放电功能,同时对系统端供给其所需电能。充电器耗电极小,电池低于3V时,IC内部应以设定充电电流的10%预设电流。
    锂电池充电的适宜温度是0~45℃,如果以0.5C充电,则可将1C温升定为90℃,此时充电器操作于35℃的环境温度中,对锂电池充电最好,所以,2小时速率充电的电流最佳。
    充电时的根本问题是充电时芯片温度过高,因此,设计时必须在充电电流和散热机构之间找到平衡点,由于便携式充电器应用于轻薄的便携式产品。多使用导热性差的塑料外壳,不考虑金属散热片,最后以降低充电电流也就是延长充电时间的办法来取得较低的操作温度。
    因此,普通的锂电池充电器适合1500mAh以下容量锂电池,而对于高电压高容量的锂电池,则要使用同步交换式充电器充电。
    经过上述设计的锂电池充电器充电流程分为三个阶段:
    1、充电IC先检测是否有输出短路或过载的保护模式,如系统正常,再看电池电压是否为3V,高于3V可直接进入恒流充电,低于3V,则以恒流10%的电流进行预充电;
   2、恒流快充阶段:升高至4.2V;
   3、恒压阶段:电池升到4.2V后,电压不再升高,充电电流呈现递减趋势,直至达到恒定电流的10%停止充电。
   未来的锂电池充电器将向更快、更安全、更全面的充电管理系统迈进。

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