電池充電的原理解析
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-04 20:13
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鋰電池充電器的基本要求是特定的充電電流和充電電壓，然后保證電池安全充電。添加其它充電輔佐功用是為了改進電池壽命，簡化充電器的操作，其間包括給過放電的電池運用涓流充電、電池電壓檢測、輸入電流約束、充電完成后關(guān)斷充電器、電池部分放電后主動啟動充電等。
鋰電池的充電方法是限壓恒流，都是由IC芯片控制的，典型的充電方法是：先檢測待充電電池的電壓，假如電壓低于3V，要先進行預(yù)充電，充電電流為設(shè)定電流的1/10，電壓升到3V后，進入標準充電進程。標準充電進程為：以設(shè)定電流進行恒流充電，電池電壓升到4.20V時，改為恒壓充電，堅持充電電壓為 4.20V。此刻，充電電流逐漸下降，當電流下降至設(shè)定充電電流的1/10時，充電結(jié)束。下圖為充電曲線。
階段1：涓流充電——涓流充電用來先對完全放電的電池單元進行預(yù)充(恢復(fù)性充電)。在電池電壓低于3V左右時選用涓流充電，涓流充電電流是恒流充電電流的十分之一即0.1c(以恒定充電電流為1A舉例，則涓流充電電流為100mA)，
階段2：恒流充電——當電池電壓上升到涓流充電閾值以上時，進步充電電流進行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至 1.0C之間。電池電壓跟著恒流充電進程逐漸升高,一般單節(jié)電池設(shè)定的此電壓為3.0-4.2V.
階段3：恒壓充電—— 當電池電壓上升到4.2V時，恒流充電結(jié)束，開始恒壓充電階段。電流根據(jù)電芯的飽滿程度，跟著充電進程的繼續(xù)充電電流由最大值逐漸削減，當減小到0.01C時，認為充電中止。（C是以電池標稱容量對照電流的一種表明方法，如電池是1000mAh的容量，1C就是充電電流1000mA。）
階段4：充電中止——有兩種典型的充電中止方法：選用最小充電電流判別或選用定時器(或者兩者的結(jié)合)。最小電流法監(jiān)督恒壓充電階段的充電電流，并在充電電流減小到0.02C至0.07C規(guī)模時中止充電。第二種方法從恒壓充電階段開始時計時，繼續(xù)充電兩個小時后中止充電進程。
上述四階段的充電法完成對完全放電電池的充電約需求2.5至3小時。高檔充電器還選用了更多安全方法。例如假如電池溫度超出指定窗口(一般為0℃至45℃)，那么充電會暫停.
充電結(jié)束后,如檢測到電池電壓低于3.89V將從頭充電。
手機充電器的作業(yè)流程一般為： 1. 檢測電池的電壓，假如低于一個閾值電壓，就要進行涓流充電； 2. 電池充到必定電壓（一般設(shè)置為2.9V）時，進行全電流充電； 3. 當電池電壓達到預(yù)置電壓（鋰離子電池一般為4.2V）時，開始恒壓充電，一起充電電流下降； 4. 當電流逐漸減小到規(guī)則的值時，充電進程結(jié)束。
電池電壓低于2.5V（Vshort）時,鋰離子電池充電器用25mA的電流預(yù)充,防止深度放電的鋰離子電池在快充時被損壞甚至發(fā)生危險。
關(guān)于電壓過低的電池需求進行預(yù)充，電池電壓低于2.5V（Vshort）時,鋰離子電池充電器用25mA的電流預(yù)充,防止深度放電的鋰離子電池在快充時被損壞甚至發(fā)生危險。
充電中止檢測除電壓檢測外，還需選用其他的輔佐方法作為防止過充的后備方法，如電池溫度監(jiān)測，檢測電池溫度用電池組溫度傳感器連續(xù)檢測電池溫度，當電池溫度超出設(shè)定規(guī)模時封閉對電池充電。
限定充電時刻，為電池供應(yīng)附加保護。
除了上面的流程描述，它還具有主動從頭充電、最小電流中止充電等特性。 一般來說，恒壓充電結(jié)束時的小電流充電進程中，電流的大小一般為恒流充電時電流的十分之一?，F(xiàn)在在鋰離子電池充電器的規(guī)劃中，對手機充電結(jié)束后由于某種要素放電的情況而專門規(guī)劃了檢測電路，一旦檢測到電池電壓下降，就會從頭啟動充電進程（見上圖）。
軟件要做的作業(yè)是設(shè)置進入快速充電的電壓閾值，進入恒壓充電的電壓閾值，充電超時時刻，恒流充電的電流值，恒壓充電的電壓值，充電結(jié)束的電流閾值，中斷處理，供應(yīng)sys接口給上層都充電的情況，包括電池的類型，電池最高電壓，電池最低電壓，電池當時電壓，電池電量的百分比，電池的情況，充電電流和電池溫度等等。
