鋰電池設計要求
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-05 21:11
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影響鋰離子電池安全和有效充電的因素有電壓、電流和溫度，因此，在充電器設計中要照顧控制好這三個因素。
按照上述要求，充電器IC應有主動電源路徑管理，這種電源路徑管理要求在負載端電流進行加載/卸載的情況下，實時調(diào)整鋰電池充電電流，有效監(jiān)控管理符合USB-IF所規(guī)范的電流限制和軟激活功能的要求。IC內(nèi)應整合溫度監(jiān)控功能，如果IC溫度超過限定值，會自動降低充電電流。充電器的電源適配器保證5V直流電源能進行降壓穩(wěn)流充電，如果適配器有過電流，可以用外部電阻設定最大充電電流控制，避免USB過載。
充電器還應具有適應性電源路徑管理功能，當系統(tǒng)端用電超過輸入電源的供給限制時，保證鋰電池能夠主動開動放電功能，同時對系統(tǒng)端供給其所需電能。充電器耗電極小，電池低于3V時，IC內(nèi)部應以設定充電電流的10%預設電流。
鋰電池充電的適宜溫度是0~45℃，如果以0.5C充電，則可將1C溫升定為90℃，此時充電器操作于35℃的環(huán)境溫度中，對鋰電池充電最好，所以，2小時速率充電的電流最佳。
充電時的根本問題是充電時芯片溫度過高，因此，設計時必須在充電電流和散熱機構之間找到平衡點，由于便攜式充電器應用于輕薄的便攜式產(chǎn)品。多使用導熱性差的塑料外殼，不考慮金屬散熱片，最后以降低充電電流也就是延長充電時間的辦法來取得較低的操作溫度。
因此，普通的鋰電池充電器適合1500mAh以下容量鋰電池，而對于高電壓高容量的鋰電池，則要使用同步交換式充電器充電。
經(jīng)過上述設計的鋰電池充電器充電流程分為三個階段：
1、充電IC先檢測是否有輸出短路或過載的保護模式，如系統(tǒng)正常，再看電池電壓是否為3V，高于3V可直接進入恒流充電，低于3V，則以恒流10%的電流進行預充電；
2、恒流快充階段：升高至4.2V；
3、恒壓階段：電池升到4.2V后，電壓不再升高，充電電流呈現(xiàn)遞減趨勢，直至達到恒定電流的10%停止充電。
未來的鋰電池充電器將向更快、更安全、更全面的充電管理系統(tǒng)邁進。
按照上述要求，充電器IC應有主動電源路徑管理，這種電源路徑管理要求在負載端電流進行加載/卸載的情況下，實時調(diào)整鋰電池充電電流，有效監(jiān)控管理符合USB-IF所規(guī)范的電流限制和軟激活功能的要求。IC內(nèi)應整合溫度監(jiān)控功能，如果IC溫度超過限定值，會自動降低充電電流。充電器的電源適配器保證5V直流電源能進行降壓穩(wěn)流充電，如果適配器有過電流，可以用外部電阻設定最大充電電流控制，避免USB過載。
充電器還應具有適應性電源路徑管理功能，當系統(tǒng)端用電超過輸入電源的供給限制時，保證鋰電池能夠主動開動放電功能，同時對系統(tǒng)端供給其所需電能。充電器耗電極小，電池低于3V時，IC內(nèi)部應以設定充電電流的10%預設電流。
鋰電池充電的適宜溫度是0~45℃，如果以0.5C充電，則可將1C溫升定為90℃，此時充電器操作于35℃的環(huán)境溫度中，對鋰電池充電最好，所以，2小時速率充電的電流最佳。
充電時的根本問題是充電時芯片溫度過高，因此，設計時必須在充電電流和散熱機構之間找到平衡點，由于便攜式充電器應用于輕薄的便攜式產(chǎn)品。多使用導熱性差的塑料外殼，不考慮金屬散熱片，最后以降低充電電流也就是延長充電時間的辦法來取得較低的操作溫度。
因此，普通的鋰電池充電器適合1500mAh以下容量鋰電池，而對于高電壓高容量的鋰電池，則要使用同步交換式充電器充電。
經(jīng)過上述設計的鋰電池充電器充電流程分為三個階段：
1、充電IC先檢測是否有輸出短路或過載的保護模式，如系統(tǒng)正常，再看電池電壓是否為3V，高于3V可直接進入恒流充電，低于3V，則以恒流10%的電流進行預充電；
2、恒流快充階段：升高至4.2V；
3、恒壓階段：電池升到4.2V后，電壓不再升高，充電電流呈現(xiàn)遞減趨勢，直至達到恒定電流的10%停止充電。
未來的鋰電池充電器將向更快、更安全、更全面的充電管理系統(tǒng)邁進。
