鋰電池智能充電器IC芯片的設(shè)計研究.pdf

1、鋰離子和鋰聚合物電池由于能量密度高和長循環(huán)壽命等優(yōu)點，在便攜式設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。充電管理是鋰電池管理的重要組成部分，安全、可靠、快速、高效的鋰電池充電器對鋰電池的性能及應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。本文從鋰電池的結(jié)構(gòu)原理著手，通過對鋰電池性能及常用充電方法的研究，分析了充電過程及充電方法對鋰電池性能的影響，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一款智能鋰離子和鋰聚合物電池的充電器芯片。 本文設(shè)計的鋰電池充電器芯片采用了恒流恒壓的充電方法，并在此基礎(chǔ)

2、上將充電過程分為三個階段：預(yù)充電、恒流充電和恒壓充電。在充電初期采用較小的電流對電池進(jìn)行預(yù)處理，對出現(xiàn)過放電的電池進(jìn)行修復(fù)和保護(hù)；然后采用較大的恒定電流對電池充電，實現(xiàn)快速充電的目的；最后采用恒壓充電，確保電池充滿。這種充電方式具有充電時間短，充電效率高的優(yōu)點。芯片中有電池狀態(tài)檢測電路，不間斷的檢測鋰電池的電壓和電流，以確定鋰電池應(yīng)該進(jìn)行的充電階段。 鋰電池的充電過程需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以保證鋰電池的充電安全。本文設(shè)計了兩種充電

3、保護(hù)模式：充電溫度保護(hù)和充電時間保護(hù)。充電溫度保護(hù)：鋰電池充電溫度過高會損壞電池并可能引起爆炸，溫度過低則很難將電池充滿。因此，把鋰電池充電時的溫度控制在0～45℃之間，如果超出這個溫度范圍，就停止對鋰電池充電。充電時間保護(hù)：鋰電池被損壞或被移除時，充電不能完成，芯片會被一直設(shè)定在充電狀態(tài)。而一定容量鋰電池的充電時間是可以預(yù)計的，因此可以設(shè)計一個定時器，在鋰電池超出最大充電時間時，停止對它的充電。 在充電電源方面，本文選擇了使用

4、AC適配器和USB端口。與現(xiàn)在普遍的只采用AC適配器作為供電電源的充電器芯片相比，雖然本文設(shè)計充電器芯片顯的更復(fù)雜，但卻極大的提高了充電器的應(yīng)用范圍。芯片可以自動選擇AC適配器或USB端口作為供電電源，并保證AC適配器的優(yōu)先級選擇。當(dāng)電池電壓高于AC和USB輸入電壓時，芯片進(jìn)入睡眠模式，降低芯片功耗。 此外，用戶可以直接設(shè)定充電時的充電時間和充電電流，實現(xiàn)了與用戶的交互式管理。芯片中集成了功率場效應(yīng)管，并且只需要與少數(shù)的幾個外部