鋰離子/聚合物電池充電方案

 

鋰離子/聚合物電池的充電計劃取決于電池的數量、設備和電源類型。主要有三種充電方式:線性充電、Buck充電和SEPIC充電。

 

2.1線性規(guī)劃

 

當充電器的輸入電壓大于充滿的電池加上足夠間隙后的開路電壓時，最好采用線性規(guī)劃，特別是1.0c的快速充電電流不大于1A時。例如，MP3播放器通常只需要一塊電池，容量從700毫安到1500毫安不等，開路電壓為4.2v。MP3播放器通常由AC/DC適配器或USB端口供電，并提供常規(guī)的5V輸出。此時，線性計劃充電器是最簡單、最強大的計劃。圖2為鋰離子/聚合物電池線性充電方案，其基本結構與線性調壓器相同。

 

*線性計劃充電器-雙輸入Li+充電器和智能電源選擇MAX8677A

 

MAX8677A是一款雙輸入USB/AC適配器線性充電器，內置SmartPowerSelector，適用于單鋰電池供電的便攜式設備。充電器集成了電池和外部電源充電和負載切換所需的所有電源開關，因此不需要外部MOSFET。MAX8677A適用于智能手機、pda、便攜式多媒體播放器、GPS導航設備、數碼相機和數碼攝像機等便攜設備。

 

MAX8677A可以使用單獨的USB和AC適配器電源輸入，也可以使用這兩種輸入。當連接外部電源時，智能電源選擇器允許系統(tǒng)不連接電池或可以連接深放電電池。智能電源選擇器主動將電池切換到系統(tǒng)負載，利用系統(tǒng)未使用的輸入電源對電池充電，充分利用有限的USB和適配器輸入電源。所有需要的電流檢測電路，包括集成電源開關，都集成在芯片上。直流輸入電流限制可調至2A，直流和USB輸入均可支持100mA、500mA、USB suspend等形式。充電電流可調至1.5a，支持大容量電池。MAX8677A的其他功能包括熱調節(jié)、過壓維護、充電狀態(tài)和故障輸出、電源監(jiān)控、電池熱敏電阻監(jiān)控和充電計時器。MAX8677A是一款節(jié)省空間、增溫的4mm×4mm、24針TQFN封裝，可在-40 ~ +85℃的膨脹溫度范圍內工作。

 

2.2 buck開關計劃

 

當1.0c充電電流大于1A，且輸入電壓可能遠遠高于電池的全溢流開路電壓時，Buck可能是更好的選擇。例如，在基于硬盤的PMP中，通常使用單電池鋰離子電池。全齊平開路電壓為4.2v，容量從1200毫安到2400毫安不等。目前，PMP一般采用車載充電，輸出電壓范圍為9V ~ 16V。輸入電壓和電池電壓之間的高電壓差(最小4.8v)導致線性計劃降低功率。這種低功率，再加上大于1.2a的1C快速充電電流，可能會導致嚴重的冷卻問題。為了避免這種情況，使用Buck計劃。圖3是鋰離子/聚合物電池充電器方案示意圖，基本結構與Buck開關穩(wěn)壓器相同。

 

2.3SEPIC(升壓和降壓)切換計劃

 

在一些使用三個甚至四個鋰離子/聚合物電池的設備中，充電器的輸入電壓并不總是大于電池電壓。例如，一臺筆記本電腦使用的是三芯鋰離子電池組，其全開路電壓為12.6v (4.2vx3)，容量為1800毫安至3600毫安。輸入電源可以是輸出電壓為16V的AC/DC適配器，也可以是輸出電壓在9V到16V之間的car kit。顯然，線性和降壓都不能給電池充電。這是通過SEPIC程序完成的，它在輸出電壓高于電池電壓和輸出電壓低于電池電壓時運行。