電池充電管理：適用靈活性是關鍵

　　輸入電源日趨多樣

　　隨著人們生活環(huán)境的日益多樣化，可用于電池充電的電源也日趨多樣化，除了傳統(tǒng)的220V AC適配器以外，用戶還希望隨時能夠通過USB接口或車載電源等對各種設備的電池進行充電，此外還有用戶要求在設備充電的同時能夠繼續(xù)使用其功能，因此設備的充電管理電路需要更具靈活性，以適應更為廣泛的應用環(huán)境。

　　顯然，新的要求也給系統(tǒng)制造商帶來了更大的挑戰(zhàn)。“挑戰(zhàn)首先來自于充電管理IC需要更寬的工作電壓范圍，這樣就需要使用更高電壓的半導體工藝來進行芯片的設計。”王韻表示，“第二個挑戰(zhàn)是要求IC能對不同的輸入電源作出相應的調整，以及對電池充電和系統(tǒng)用電能做出一定的管理。”他以富士通MB39A132/134充電管理IC為例解釋道，通過對輸入電流進行動態(tài)的分配，保證了系統(tǒng)用電和電池充電可以同時穩(wěn)定進行。

　　由于AC適配器/USB/車載電源所提供的電壓電流都不相同，而充電電池的電壓和節(jié)數也不盡相同，當充電電壓高于電源電壓時要通過升壓才能進行充電，這樣的升降壓充電管理IC在市場上還沒有看到。此外在設備工作時同時充電，要求充電管理IC有很好的抗干擾設計，同時要注意在電池電壓很低的情況下，充電電流要保證大于放電電流，避免“入不敷出”的情況發(fā)生。“從充電IC的設計來看，目前面臨的挑戰(zhàn)包括：1、如何進一步提高充電轉換效率和降低待機的功耗;2、如何有效管理多通道的電源和負載;3、如何提高充電速率并同時保證電池的安全使用壽命;4、如何進一步擴展充電控制方法的靈活配置以期適應不同型號電池的充電要求。”吳昕補充道。

　　他認為，便攜式產品充電器如手機充電器是一個相對成熟、穩(wěn)定的市場，目前國內相應生產企業(yè)大多以生產制造為主，技術開發(fā)的力量相對比較薄弱。同時充電器本身是薄利商品，廠商的成本控制壓力比較大，對新技術的接受度也相對較低。近幾年由于公眾環(huán)保意識的增強，政府和各類環(huán)保組織、機構，包括手機廠商本身，都提出了多個涉及充電器的節(jié)能環(huán)保標準，例如中國工信部頒布的《移動通信手持機充電器及接口技術要求和測試方法》(YD/T1591-2006)、能源之星EPS2.0、手機充電器分級標準等等，都旨在減少資源浪費、提高電能效率、減低空載空耗。這些標準的推出很大程度上推動了充電器產品的技術革新。

　　“中國制造商面臨的主要困難是設計者對充電方面的技術實踐不夠，未能完全掌握充電設計的要求。”王韻說道，“同時各家充電管理IC的功能不盡相同，使用者對新產品缺乏了解，設計不容易上手。解決的方法主要依靠充電管理IC的廠商加大對市場的產品和技術的推廣，給設計者提供多方位的技術支持，使設計者能快速掌握充電管理設計的技術。”

　　在筆記本設計當中，工程師對充電管理IC的設計都非常重視，否則一旦發(fā)生問題將耗費工程師大量的時間和精力，所以在研發(fā)早期發(fā)現問題非常關鍵。王韻表示，富士通除了提供評估板用于客戶系統(tǒng)評估之外，還開發(fā)了筆記本電源設計評估系統(tǒng)，通過這套系統(tǒng)，只要客戶提供完整電路就可以對任何可能發(fā)生的問題進行完整的事前檢查，從而幫助減少研發(fā)風險。

　　去年下半年發(fā)生的全球金融海嘯對于消費電子類產品打擊巨大，“但我們欣喜地發(fā)現，消費類電子已先于整體經濟開始復蘇。特別是受益于國家家電下鄉(xiāng)補貼政策，筆記本電腦和液晶電視等市場迅速回暖。”王韻說道。“明年我們會繼續(xù)加大在電源管理IC研發(fā)上的投入，屆時將推出全新一代的充電管理產品。這幾年新能源技術不斷發(fā)展，電池技術備受矚目，鋰電池/鋰鐵電池也將會被應用到更多的產品當中。從電源管理IC來看，更安全、更高精度、多重保護功能、外部通訊功能、電池平衡充放電功能及多組電池寬電壓輸入等都將成為電池充電管理技術的未來發(fā)展趨勢。”

　　采用高集成可編程邏輯器件進行電源管理

　　節(jié)能設計最嚴峻的挑戰(zhàn)是使用微處理器來管理電源。微處理器未針對電源管理進行優(yōu)化，它們必須處理太多的指令，而且反應時間緩慢，可能導致熱擊穿，以及突發(fā)性甚至是災難性的電路板和系統(tǒng)故障。雖然在電源管理中使用微處理器一直是傳統(tǒng)做法，但使用邏輯器件進行電源管理速度更快，而且更可靠。

　　萊迪思半導體于2009年4月推出Power Manager II系列新產品，其中POWR 1220AT8為電源監(jiān)控、修整和電壓測量提供了優(yōu)異的解決方案，這種可編程器件可代替復位發(fā)生器、監(jiān)控IC、看門狗定時器、排序/跟蹤和熱插拔集成電路等多個IC，為用戶提供了必要的工具和功能，以滿足大型基站、高端服務器和小型單板計算機等系統(tǒng)的綠色標準節(jié)能要求。根據具體的設計，節(jié)能效果有所不同，但節(jié)能30%并不少見。