四面圍攻：打通鋰電池供電設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)

　　第三方面：知己知彼需要鋰電池的電量管理電路參與

　　鋰電池常用的電量檢測(cè)方法有兩種：

　　1.一種是利用庫(kù)侖計(jì)。根據(jù)電池工作的電流與時(shí)間進(jìn)行計(jì)算出電池的實(shí)際容量。此種檢測(cè)方法是最準(zhǔn)確的檢測(cè)方法，一般用的芯片有TI，美信等電池管理芯片，但由于成本太高，調(diào)試復(fù)雜。是通過(guò)庫(kù)侖計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池消耗電量而計(jì)算剩余電量的方法則非常準(zhǔn)確。利用一種電流檢測(cè)傳感器，專(zhuān)門(mén)用于檢測(cè)便攜式設(shè)備電池的充電/耗電電流，能將通過(guò)精密檢測(cè)電阻的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為ADC可以檢測(cè)到的電壓信號(hào)，從而計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)消耗的真實(shí)電量。

　　TI的bq26150和 bq27x00 組成的自動(dòng)監(jiān)控電池電量的IC電路方案，如圖8

圖8

　　目前，比較先進(jìn)的是是美國(guó)TI公司生產(chǎn)的BQ系列鋰電池電量管理芯片。

　　2.另一種是利用電池工作的電壓曲線(xiàn)來(lái)分析出電池的容量。這種方式比較簡(jiǎn)單，成本也低，由于直接采用比較器如LM339，LM324等，檢測(cè)精度低，溫漂大，功耗大。且固定電壓判斷容量，在電池放電倍率不同等情況下，檢測(cè)相對(duì)很不準(zhǔn)確。這種電壓估測(cè)電量的方法通常如下：一塊電池在放電的時(shí)候，電池的電壓會(huì)隨著電池電量的流失逐漸地下降。這樣就可以得到一個(gè)比較簡(jiǎn)單而有效的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就是電壓對(duì)應(yīng)容量。通過(guò)電池正常使用(比如100mA放電)的放電曲線(xiàn)，對(duì)時(shí)間進(jìn)行4等分，以充電限制電壓為4.2V的鋰電池為例，可以列出這樣一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，4.20V—100%，3.85V—75%，3.75V—50%，3.60V—25%，3.40V—5%。

　　第四方面：講效率殲滅戰(zhàn)用好鋰電池充電管理集成芯片

　　鋰電池主要存在三種充電方式：線(xiàn)性充電方式、開(kāi)關(guān)充電方式和脈沖充電方式。其中，線(xiàn)性充電和開(kāi)關(guān)充電都采用恒流恒壓的充電模式，而脈沖充電則采用脈沖電流充電的模式。在這些模式中，恒流恒壓是目前最為普遍的，大多數(shù)廠家生產(chǎn)的充電器和充電芯片都是基于這一充電模式。實(shí)踐證明，恒流恒壓充電模式的線(xiàn)性充電器控制簡(jiǎn)單，外圍電路簡(jiǎn)潔，有利于降低充電器成本，因此在市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用。在低成本、小容量、小功率的手機(jī)充電器市場(chǎng)尤其如此。

　　目前許多知名的半導(dǎo)體公司， 如T I 、M a x i m、安森美、N S、飛兆等，都有各自獨(dú)立的鋰離子電池管理芯片和保護(hù)芯片采用的充放電及保護(hù)策略也不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，這些芯片的主要功能包括充放電管理、溫度檢測(cè)、過(guò)流/短路保護(hù)和欠壓過(guò)壓保護(hù)等等，有些還有狀態(tài)輸出及微機(jī)控制接口。

　　一般線(xiàn)性充電器來(lái)說(shuō)，鋰離子電池的充電過(guò)程分為兩個(gè)步驟：先是恒流充電，其電流恒定，電壓不斷升高，當(dāng)電壓充到 4.2V 的時(shí)候自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒壓充電，在恒壓充電時(shí)電壓恒定，電流是越來(lái)越小的直到充電電流小于預(yù)先設(shè)定值為止。

　　為了進(jìn)一步減少尺寸、降低成本和減少?gòu)?fù)雜度，目前芯片廠商為單節(jié)鋰離子和鋰聚合物電池提供了完全集成的充電管理控制器。

　?、俸懔骱銐壕€(xiàn)性或開(kāi)關(guān)式充電管理控制

　　下面先了解一下鋰電池充電與電池容量的關(guān)系曲線(xiàn)如圖9：

圖9

　　圖9中虛線(xiàn)為充電時(shí)的容量，實(shí)線(xiàn)為充電電流。

　　下面了解一個(gè)典型的充電例子如圖10，是利用TI的bq2057控制實(shí)現(xiàn)的鋰電池控制電路原理, 為典型充電器電路設(shè)計(jì)，利用BQ2057設(shè)計(jì)的充電器電路簡(jiǎn)單，可廣泛應(yīng)用于目前的便攜式電子系統(tǒng)的電源管理，對(duì)于便攜式電子產(chǎn)品的緊湊設(shè)計(jì)很有意義。采用BQ2057設(shè)計(jì)的鋰電池充電電路可實(shí)現(xiàn)對(duì)1節(jié)或兩節(jié)鋰電池的充電，工作電源DC+根據(jù)充電鋰電池組的電壓選擇.