电池的合理选择|mp3播放器 选购指南
最终用户是否满意其便携式设备的设计,很大程度上取决于电池的性能。
电池的关键指标当然是电池的使用寿命。从表面上看,这只是一个简单的规格,但它却涉及到了许多因素
昂达mp3播放器魅族mp3播放器,其中包括:系统负载(满负荷电流的供电时间,部分电路或微安级电流供电时间)、电源效率、系统电源管理、电池类型和充电方式。除了特殊的重要性之外,这些特性之间的相互影响还会增强或减弱最终用户的感受。一般情况下,当用户开始注意到电池的存在时,事情就变得比较棘手!好的产品设计既不需要频繁地更换电池(如电视遥控器),也不需要频繁地给电池充电(电动牙刷),使电池从用户的眼前“消失”掉。避免用户像关注设备的功能一样关注电池。
选择电池的化学性质
电池和系统之间的相互制约是设计中常常被忽视的问题,保证电池的容量与系统的需求相吻合非常关键。常用的电池类型有:碱性电池、镍氢电池(NiMH)和锂离子电池。它们之间是不可互换的,绝大多数产品都有一个最佳选择方案。
碱性电池
碱性电池是不可充电电池(近期的晚间电池广告中也一再强调这一点),但他们具有极低的自放电率和成本(无需充电器或交流电源插座)。对于功耗较低的应用,碱性电池将是一个很好的选择,但须合理使用,静态电流或休眠电流都必需很低。
设计中一个常见的误区是:只关注工作效率,而忽视了“关闭”或“休眠”状态下的电流损耗,即使从电池消耗数十μA的电流也会导致电池的频繁更换。现在,许多设计中用软开关替代了机械开关(机械开关可以完全断开电池连接),但是,这一设计误区与几年以前相比却更加普遍了。
可充电电池
当负载对于碱性电池而言过大时,需选用可充电电池,这对于笔记本电脑、PDA和蜂窝电话等便携式产品已经成为标准模式。可充电电池要尽可能少地“打扰”用户,对产品有促进作用,至少不会降低产品的性能。
有两种可充电电池的选择:镍氢电池或锂离子电池。
NiMH电池成本比锂离子电池低,当产品的正规使用状况对电池而言不安全时,这种选择将变得很敏感。这一问题对于缺少复杂的充电设计的低成本产品更为重要,因为NiMH电池适于完全充满和完全放电的过程。这对于常常会将电能完全耗尽的产品比较适合,如:电动工具。
另外一种适合NiMH电池的应用是替代碱性电池,电池能量耗尽时即从设备上移出电池,然后由外部充电器给电池充电。这种应用在数码相机中比较普遍,但需要用户的频繁干预。
许多便携式产品与上述情况不同,PDA、蜂窝电话需要定期充电,但它们只是偶尔消耗电量。这些产品最好选用锂离子电池,除了重量密度外,这种电池还具有两个重要优势:低自放电率,对于短时间的充-放电没有限制。消费者不用考虑“电池管理”问题,简化了产品使用
可充电电池:原理,隐患,及安全充电方法
电池的应用从来没有像现在这么广泛。电池正在变得更小、更轻,在单位体积内容纳更多能量。电池发展的主要动力来自便携设备(例如移动电话、膝上电脑、摄录像机和MP3播放器)的快速发展。这篇关于充电方式和现代电池技术的应用笔记将帮助您更好了解这些便携设备中使用的电池。
电池的定义
如果电池仅定义为能量储存系统,则其有可能包括飞轮和时钟发条等元件。在现代技术中电池的更精确定义为:能够产生电能的便携、独立化学系统。
一次电池,又叫不可充电电池或原电池,从电池单向化学反应中产生电能。原电池放电导致电池化学成分永久和不可逆的改变。但可充电电池,又叫二次电池,可在应用中放电,也可由充电器充电。所以,二次电池储存能量,而不是产生能量。
充电和放电电流(安培)通常用电池额定容量的倍数表示,叫做充电速率(C-rate)。例如,对于额定为1安时(Ah)的电池,C/10的放电电流等于1Ah/10=100mA。电池的额定容量(Ah或mAh)是电池在特定的条件下完全放电所能储存(产生)的电能。因此,电池的总能量等于容量乘以电池电压,单位为瓦时。
电池性能的测试
电池的化学成分和设计共同限制了输出电流。若没有实际因素限制性能,电池瞬时可以输出无穷大电流。限制电池输出电流的主要因素是基本化学反应速率、电池设计昂达mp3播放器,以及进行化学反应的区域。某些电池本身具有产生大电流的能力。如镍镉电池短路电流可大到足以融化金属和引起火灾。其它一些电池只能产生弱电流。电池中所有化学和机械总效应可用一个数学因数表示,即等效内阻。降低内阻可获得更大电流。
没有电池能永久储存能量。电池不可避免要进行化学反应并缓慢退化,导致储存电量减少。电池容量与重量(或体积)之比称为电池的能量密度。高能量密度意味着在给定体积和重量的电池中可存储更多能量。
下表给出了个人电脑和蜂窝电话中可充电电池的主要化学成分mp3格式播放器,以及其额定电压和能量密度(以瓦时每千克,或Wh/Kg表示)。
若一次和二次电池都能达到同样目的,为什么不总是选择二次电池呢?原因是二次电池有以下缺点:实际中,所有二次电池能量都会因自放电较快的损失;二次电池使用前必需充电。
电池充电
一个新的可充电电池或电池组(一个电池组中有几个电池)不能保证已充满电。事实上它们很可能已被完全放电。因此,首先要根据制造商提供的、与化学成分相关的指南,对电池/电池组充电。
每次充电要根据电池化学成分按顺序施加电压和电流。因此,充电器和充电算法需满足不同电池化学成分的不同要求。电池充电常用术语包括:用于NiCd和NiMH电池的恒流(CC),和用于锂离子和锂聚合物电池的恒流/恒压(CC/CV)(图1至6)。
如上所示,电池化学成分和充电技术不同,充电终止的判定条件也不同。
镍镉电池充电
在0.05 C至大于1 C的范围内对NiCd电池恒流充电。一些低成本充电器使用绝对温度终止充电。虽然简单、成本低,但这种充电终止方法不精确。更好的方法是通过检测电池充满时的电压跌落终止充电。对于充电速率为0.5 C或更高的NiCd电池,- V方法是最有效的。- V充电终止检测应与电池温度检测相结合,因为老化电池和不匹配电池可能减少 V。
通过检测温升速率(dT/dt)可以实现更精确的满充检测,这种满充检测比固定温度终止对电池更好。基于 T/dt和- V组合的充电终止方法可避免电池过充,延长电池寿命。
快速充电可改善充电效率。在1 C的充电速率下,效率可以接近1.1(91%),充满一个空电池的时间为1小时多一点。当以0.1 C充电时,效率便下降到1.4(71%),充电时间为14小时左右。
因为NiCd电池对电能接收程度接近100%,所以几乎所有的能量在充电开始的70%期间被吸收,而且电池保持不发热。超快速充电器利用该特点,在几分钟内将电池充到70%,以几C的电流充电而无热量产生。充到70%后,电池再以较低速率继续充电,直到电池充满。最后以0.02 C至0.1 C的涓流结束充电。
镍氢电池充电
尽管NiMH充电器与NiCd充电器类似,但是,NiMH充电器采用 T/dt方法终止充电,这是到目前NiMH电池充电的最好办法。NiMH电池充电结束时电压下降比较小,而对低充电速率(低于0.5 C,这取于温度)可能不出现电压下降。
新的NiMH电池会在充电周期内过早地出现错误峰值,这会导致充电器过早结束充电。此外,单用- V检测结束充电几乎肯定会出现过充,导致在电池失效前限制充放电次数。
似乎没有在所有条件下(新或旧,热或冷,全部或部分放电)都适用的NiMH电池的-dV/dt充电算法。因此,除非NiCd充电器使用了dT/dt方法终止充电,否则不能用NiCd充电器为NiMH电池充电。而且,因为NiMH电池不能很好的吸收过充,所以,涓流充电电流比NiCd电池小(约0.05 C)。
NiMH电池的慢充比较困难。因为以0.1 C至0.3 C的速率充电时,电压和温度的变化不能准确指示电池已充满。因此,慢速充电器必须依靠定时器来决定何时结束充电。以此,为保证NiMH电池充满,应以接近1 C的速率(或电池制造商指定速率)快速充电mp3播放器软件,同时监控电压( V=0)和温度(dT/dt)来确定何时结束充电。
锂离子和锂聚合物电池充电
镍基电池充电器限制电流,而锂离子电池充电器则需同时限制电压和电流。最初的锂离子电池充电电压限制在4.10V/节。电压越高意味着容量越大,现在可以通过增加化学添加剂实现4.20V电池电压。当前的锂离子电池一般充电到4.20V,容差为 0.05V/节。
当端电压达到电压阈值并且充电电流降至0.03 C(约Icharge的3%,参考图6)时表明电池已充满。多数充电器达到满充的时间约为3小时。尽管某些线性充电器声称Li+电池充电只需约一小时,但这类充电器通常在电池端电压达到4.2V时就终止充电,这种方法只能将电池充到其容量的70%。
较高的充电电流并不会使充电时间缩短太多。较高的充电电流能较快达到电压峰值,但是浮充需要较长时间。通常,浮充时间是初始充电时间的两倍。
锂离子电池保护
因为Li+电池过充或过放可能会导致爆炸并造成人员伤害苹果mp3播放器下载,所以使用这类电池时,安全是主要关心的问题。因此,商用锂离子电池组通常包括象DS2720这样的保护电路(图7)。DS2720提供了可充电Li+电池所需的所有保护功能,如:在充电时保护电池、防止电路过流、通过限制电池的放电电压延长电池寿命。
DS2720IC使用外部开关元件,如低成本n沟道功率MOSFET,来控制充电和放电电流。内部9V的电荷泵为外部n沟道MOSFET提供高端驱动,与常见使用相同FET的低端保护电路相比具有更低的导通电阻。FET导通电阻实际上随电池放电而减少(见图8)。
DS2720稳压的高端n-FET驱动,即便在放电快结束时,都能保证低开关阻值。这将延长便携设备运行时间。监控电池过压/欠压,过流和过热;稳压电荷泵支持高端模式n型沟道MOSFET;集成电池选择功能;8字节可锁定用户EEPROM;64位唯一电子序列号;低功耗:工作15 A,静态1 A;提供8引脚MSPO微型封装;1-Wire数据通讯接口。
DS2720允许用户通过数据接口或专用输入控制外部FET,减少了可充电Li+电池系统中额外的功率开关控制。DS2720通过其1-Wire接口提供主机系统对状态和控制寄存器、测量寄存器,以及通用数据存储器的读写访问。每个器件都有一个工厂编程的64位唯一地址,允许主机系统单独寻址每个器件(图9)。
DS2720为电池信息存储提供两类存储器,及EEPROM和可锁定EEPROM。EEPROM是真正的非易失(NV)存储器,用来保存重要的电池数据,不会因电池过度放电、偶然短路或ESD事件丢失数据。可锁定EEPROM在锁定后相当于只读存储器(ROM),用于更安全地保存不再改变的电池数据。
保护模式
过压 如果在VDD检测的电池电压超过过压阈值VOV时间大于过压延迟时间tOVD,则DS2720关闭充电FET,并将保护寄存器的OV置位。在过压期间,放电通路保持开放。除非被另外保护条件锁定,当电池电压降到充电使能阈值VCE以下或由于放电导致VDD-VPLS>VOC时,充电FET被重新使能。
欠压 如果在VDD检测的电池电压低于欠压阈值VUV时间大于欠压延迟时间tUVD,则DS2720关闭充电和放电FET,并将保护寄存器的UV置位,使其进入休眠模式。当电池电压升到VUV以上和连接充电器后,IC打开充电和放电FET。
短路 如果在VDD检测的电池电压低于放电阈值VSC时间达到延迟时间tSCD,则DS2720关闭充电和放电FET,并将保护寄存器的DOC置位。除非PLS上的电压升至大于VDD-VOC,否则充电和放电FET不会导通。DS2720提供流经内部VDD至PLS电阻RTST的测试电流,当VDD升至大于VSC时上拉PLS。DS2720利用此测试电流检测有害低阻抗负载的移除。另外mp3格式播放器,测试电流还提供了流经RTST,由PLS到VDD的恢复性充电通路。
过流 若加在保护FET的电压(VDD-VPLS)大于VOC的时间超过了tOCD,则DS2720关断外部充电和放电FET,并将保护寄存器DOC置位。直到PLS上的电压升至大于VDD-VOC时电路才会导通。DS2720提供流经内部VDD至PLS电阻RTST的测试电流来检测有害低阻抗负载的移除。
过热 若DS2720温度超过TMAX,则立即关断外部充电和放电FET。在以下两个条件满足前FET不会导通:电池温度降到低于TMAX,主机将OT复位。
充电温度 应尽量在室温下充电。镍基电池应在10 C至30 C(50 F至86 F)之间快速充电。低于5 C(41 F)和高于45 C(113 F)时镍基电池的充电能力急剧下降。锂离子电池在整个温度范围内呈现良好的充电性能,但低于5 C(41 F)时充电速率应小于1 C。
本文小结
NiMH充电器可为NiCd电池充电,反之则不行。NiCd电池专用的充电器将会使NiMH电池过充。快速充电可增强镍基电池的寿命和性能,这是因为快速充电降低了内部结晶引起的记忆效应。镍基和锂基电池要求不同的充电算法。Li+电池需要保护电路来监控和保护过流、短路、过压、欠压以及过热。注意,在电池不常使用时,应从充电器中取出,在使用前对电池浮充。
电池充电的学问
!@落叶之苦谁人知@! 04 20 2007 5:14PM JobEMS职场博客 阅读(4)
一、充电常识
在这里mp3播放器排行,首先要说明的是,充电是使用充电电池的重要步骤。适当合理的充电对延长电池寿命很有好处,而野蛮胡乱充电将会对电池寿命有很大影响。上一篇曾说过,目前的锂电池基本都是根据各个产品单独封装,互不通用的,因此各个产品也提供各自的充电设备,互不通用,在使用时只要遵循各自的说明书使用即可。所以本篇对电池充电的介绍主要是指镍镉电池和镍氢电池。
对镍隔电池和镍氢电池充电有两种方式,就是我们大家所熟知的“快充”和“慢充”。快充和慢充是充电的一个重要概念,只有了解了快充和慢充才能正确掌握充电。
首先,快充和慢充是个相对的概念。有人曾问,我的充电器充电电流有200mA,是不是快充?这个答案并不绝对,应该回答对于某些电池来说,它是快充,而对于某些电池来说,它只是慢充。那我们究竟怎样来判别快充还是慢充呢?
例如一节5号镍氢电池的电容量为1200mAH,而另一节则为1600mAH。我们把一节电池的电容量称为1C,可见1C只是一个逻辑概念,同样的1C,并不相等。
在充电时,充电电流小于0.1C时,我们称为涓流充电。顾名思义,是指电流很小。一般而言,涓流充电能够把电池充的很足,而不伤害电池寿命,但用涓流充电所花的时间实在太长,因此很少单独使用,而是和其它充电方式结合使用。
充电电流在0.1C-0.2C之间时,我们称为慢速充电。充电电流大于0.2C,小于0.8C则是快速充电。而当充电电流大于0.8C时,我们称之为超高速充电。
正因为1C是个逻辑概念而非绝对值,因此根据1C折算的快充慢充也是一个相对值。前面例子中提到的200mA充电电流对于1200mAH的电池来说是慢充,而对于700mAH的电池来说就是快充。
知道了快慢充的概念后,我们还需要了解充电器的情况才能对电池正确充电。目前市场上的充电器主要分为恒流充电器和自动充电器两种。
二、恒流充电器
恒流充电器是市场上最常见的充电器,从镍镉电池时代,我们就开始使用恒流充电器。恒流充电器通常使用慢速充电电流,它的使用相对比较简单,只需将电池放在电池仓中即可充电。需要注意的是,对充电时间的计算要准确。
对充电时间的计算有个简单的公式:Hour=1.5C/充电电流。例如:对1200mAH的电池充电
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图2.1 GP通用恒流充电器
上图是GP的通用恒流充电器,可充从7号到1号电池,包括9号方电池。充电电流为固定的240MA,可对镍镉和镍氢电池进行充电。
恒流充电器的构造简单,工作稳定,是一种不错的充电方式,对电池寿命的影响小。但它也有其局限性,首先必须计算时间,另外随着镍氢电池的容量越来越大,恒流充电所需的时间也越来越长,对使用带来了一定的不便。因此,近年来快速自动充电器也逐渐流行起来。
三、快速自动充电器
快速自动充电器在这两年越来越受到大家欢迎,它具有充电速度快,安全等特点。但也有一部分人对它有疑虑,因为快速充电器基本都使用快充电流来充电,这些人怕它会对电池的寿命产生影响。那么实际的情况如何呢?
首先要肯定的是大电流充电对电池寿命的影响是很小的,在很多情况下我们都要用到快速充电甚至超高速充电,充电电流有时可以达到2C或更高。大电流并不是电池杀手,真正对电池寿命产生影响的是大电流充电时产生的高热。
我们对电池充电时要使用比电池标称电压稍高的电压来进行,而电池本身对充电电流会产生一个反电势,因此有一部分电流为了抵消反电势而白白作功,转化为热能。当充电电流越大,就有更多的电能被转化为热能,充电时的温度就越高。过高的温度对充电电池是有害的,在慢速恒流充电器中,由于是慢速充电,产生的热量在可控制范围内,因此并不需要采取特殊的措施。但在快速自动充电器中,采用快充电流就会产生更高的温度。因此目前市场上的快速自动充电器都采用了各种方法来降低充电时的温度
,通常所使用的是余弦法,也就是说并非用恒定的大电流充电,而是像余弦波那样电流强度随之变化爱国者mp3播放器,这样能缓解热量的积聚,从而将温度控制在一定范围内。由于这类充电器不再使用恒定的电流充电,也和过去的恒流充电器有明显的区别。图2.2 航嘉的快速充电器
使用快速充电器的另一个问题是,当充电时间到了之后如果忘记停止充电,对电池的伤害要远大于慢速恒流充电器过充产生的伤害。因此为了解决过充问题,快速充电器一般都采用了比如电压斜率判断法等方法来判断电池是否接近充满,这些充电器都使用了控制电路或者IC芯片来完成这一任务。当电池接近充满时,控制电路会自动转入涓流充电模式,对电池进行涓流充电。采用涓流电流对电池进行充电的好处是很明显的,其一如前所述,涓流充电能将电池充的很满,其次就是不用担心过充的问题,因此使用这类充电器的最大好处就是不用再去计算时间。具体的使用方法可以查看各自的使用说明书,以防操作不当。
快速充电器有一个分支就是超高速的充电器,这类充电器应用范围不大,设计、结构和工艺都很复杂,因此价格相当昂贵。
图2.3 典型的超高速充电器
在一些特殊的场合,人们需要在很短的时间内充好电池使用,这就需要使用超高速充电器。由于超高速充电器需要极大的充电电流,有些甚至使用了2C-3C的充电电流,其发热问题尤为严重,仅仅采用余弦波充电还不够,因此这类充电器很多都采用在一个余弦波后插入一个很短暂的放电这种方法。这种做法可以缓解由于反电势消耗充电电流所产生的热量积累,从而进一步控制温度。
四、放电
上一篇曾介绍了充电电池的记忆效应,我们也知道当记忆效应逐渐累积,会使电池的实际使用容量大幅下降。要减轻记忆效应所带来的负作用,一个有效的方法就是放电。一般来讲由于镍镉电池的记忆效应比较明显,建议在反复充电使用5-10次后就作一次放电,而镍氢电池的记忆效应要好些,可以在反复充电使用20-30次后作一次放电。
在市场上销售的一些高档充电器自身带有放电功能,但绝大部分的中低档充电器是没有放电功能的,这时我们该怎么办呢?在了解了放电的原理后,我们也可以自己尝试着对电池进行放电。
我们已经知道,镍镉电池和镍氢电池的标称电压是1.2V,但实际上,电池的电压是个变化的值,随着电量是否充足,围绕着1.2V左右进行波动。一般在1V-1.4V之间波动,不同品牌的电池由于工艺上的不尽相同,电压波动范围也不完全一致。
对电池进行放电就是采用很小的放电电流千千静听,使电池的电压缓慢下降,下降到0.9V-1V之间,就应该停止放电。不建议将电池放电到0.9V之下,这样做会造成过度放电,使电池受到不可逆的伤害,上一篇曾说过充电电池不适合于用在家电遥控器中,就是因为遥控器的使用电流很小,长时间放在遥控器中使用很容易造成过度放电。电池经过一次正确的放电后,你会惊喜的发现电池的容量又恢复到原来的水平,因此当发现电池的容量有所下降时,就最好作一次放电。
自己对电池做放电有个简便的方法,就是接一个小电珠作为负载,但必须使用电表来监视电压值的变化,以防过度放电。
对于充电器的选择,究竟是选择快速充电器还是慢速恒流充电器,这主要看自己使用的侧重点。例如经常外出使用数码相机等设备的朋友,就应该选择快速充电器,以满足时间上的要求,甚至可以购买超高速的充电器,而只使用随身听等设备的朋友,恒流充电器就能满足需要。
在掌握了正确的充放电知识后,大家一定能更好地使用自己的充电电池。请大家不要拘泥于快速充电
兆赫同步开关电池充电器的应用
随着器件集成度的提高和尺寸的缩减,手机、PDA 及便携 DVD 播放器等便携设备的市场需求增长迅猛。电池功率密度的提高成为技术进步的瓶颈,而锂离子电池在该方面的优势使其得到广泛应用。为了延长系统运行时间并降低器件尺寸,系统设计人员开始意识到利用高级电路拓扑提高系统功率转换远不能解决问题。电池充电已成为提高电池容量并延长使用寿命的重要方案。线性电池充电器成本合理、尺寸小mp3播放器价格,适用于低容量电池充电应用。但线性电池充电器由于功耗较高,已不能充分满足充电需求。本文主要介绍兆赫同步开关电池充电器以及有效充电并延长电池使用寿命的设计考虑事项。
锂离子电池充电
大部分专用锂离子充电集成电路 (IC) 都是通过图1所示的方式充电。锂离子电池的充电过程由三个阶段组成:预充电、恒流 (CC) 快速充电以及恒压 (CV) 终端 (Termination)。在预充电阶段,以低速率(一般是快速充电率的 1/10)对电池充电,这时的电池电压低于 3.0V。这样可以实现对钝化层的恢复 - 钝化层在深度放电状态下存储时间过长会分解。另外,还可以在发生阳极短路的过MOSFET。功率 MOSFET Q1 和 Q2 交替关闭,具有最佳的停滞时间,以优化高开关频率时的效率。Q1 用作 P 通道 MOSFET,在用于高侧 N-MOSFET 栅极驱动器时可以消除外部自益放大电容器 (boost strap capacitor) 和二极管。另外,通过完全打开 Q1,在输入电压非常接近电池电压时,易于实现 100%的占空比。打开和关闭时间处于受控状态,从而可以根据反馈控制环路调节电池充电电流(CC 阶段)或电池电压(CV阶段)。电池充电器具有高度集成的功能,能够安全、高效地对锂离子电池充电。它可以编程预充电电流、快速充电电流、充电电压、充电定时器、电池温度监控、自动再充电、短路和过热保护。电路参数设计用于下述设计示例中的以下规格。
适配器 DC 电压:12 V
双体锂离子电池组:4.2 V/电池,1900mAh/电池
预充电电流:IPRE-CHG=133 mA
快速充电电流:ICHG=1.33 A
充电时间限制:tCHG = 5-hour
开始充电的温度范围:T= 0℃~45 C。
由于电池充电器的尺寸对便携设备极其重要,因此需要采用尽可能小的输出电感器。对于给定的电感器纹波电流,所需的电感由下式得出:
式中,f_{s}和 DIripple,L 分别是开关频率和电感器纹波电流。在上式中代入VIN=12V、VBAT=6.0V(3.0V/电池)、
Iripple,L=30%ICHG、ICHG=1.33A以及fs=1MHz ,可以得出L=7.5 H。可以选择L=10 H的屏蔽电感器。请注意:屏蔽电感器在把磁通量限制在电感器内部和降低辐射电磁干扰 (EMI) 方面具有更高能力。所需的电感与开关频率成反比。另一方面,电感可以降低 10 倍,在 1MHz 时的尺寸低于 100kHz 时的尺寸,开关频率越高,Q1 和 Q2 上的开关损耗越高,同时电感器内核损耗也越高。因此,1MHz 开关频率是实际设计中电感器尺寸和功率转换效率之间的理想取舍。
电感器额定电流的选择对实现预期效率也很重要。峰值电感器电流 IPeak 通过下式计算:
电池电压为输入电压一半时电感器具有最高的纹波电流。因此爱国者mp3播放器,在所有工作情况下电感器饱和额定电流都应当始终大于最高峰值电感器电流。
关键是选择较小的、具有良好温度特征的陶瓷输出电容器,如:X7R 和 X5R 陶瓷电容器。进入电池的纹波电流由下式得出:
式中,ESR、RSNS和RBAT分别是输出电容器等效串连电阻、电流感测电阻器和电池内部阻抗,包括电池组中保护 MOSFET 的 Rdson。输出电容器的 ESR 越低,进入电池的纹波电流也越低。进入电池的纹波电流应当低于电感器纹波电流的十分之一,一般情况下 10 F/10m ESR 陶瓷电容器即可满足上述需求。
选择电流感测电阻器RSNS
根据感测电阻器的调节阈值 VIREG 选择 RSNS。为了取得标准的感测电阻器值,使 VIREG=133mV,则求得 RSNS:
感测电阻器的功耗为I2CHGRSNS=I2CHGRsns=0.18W。选择 0.5W 时的 1206 额定尺寸。
选择快速充电电流 设定电阻器RSET1.
RSET1 用于设定快速充电电流如何下载mp3播放器,RSET1 由下式求得:
选择预充电电流设定电阻器 RSET2.
RSET2用于设定预充电电流,由下式求得:
选择最长充电时间设定电容器 CTTC
如果电池未充满,充电定时器可以检测“坏”电池组,此时充电定时器失效。CTTC 用于对充电定时器进行编程,规定每 nF 为 2.6 分钟。
C_{TTC}=\frac{t_{CHG}}{K_{TTC}}=\frac{5 60}{2.6}=115nF
可以选用 0.1 F 陶瓷电容器。
选择最低与最高充电温度设定电阻器 RT1 与 RT2
RT1 与 RT2 用于在 0 C~45 C 间充电温度范围内进行编程,以启动电池充电器。对于电池组中常用的 103AT-2 热敏电阻,RT(0℃)=RTL=27.28k ,RT(45℃)=RTH=4.911 k ,RT1与RT2由下式确定:
在上式中代入 RTL 与 RTH 可以求得 RT1=9.31kW,RT2=442 kW。
在 16V 输入电压下仍然具有超过 90% 的效率。与线性充电器相比,功耗低得多,而且可以在电池组侧设计同步开关充电器,以降低对主板空间的占用,由于以 MHz 频率进行工作,电感器的尺寸较小。需要牢记的是,电池的使用寿命主要取决于其温度。利用同步开关电池充电器对锂离子电池充电一般情况下产生的热量更低。因此,与线性电池充电器相比,它具有更长的使用寿命。
结束语
线性电池充电器适用于具有低成本和小尺寸优势的低容量电池充电应用。随着便携式 DVD 播放器和智能电话等便携设备对功率需求的不断提高,由于其内在的高功耗限制,线性电池充电器不再能够高效的对锂离子电池充电。集成 MOSFET 的高效率同步开关电池充电器为这些高级便携设备提供高效的充电解决方案,从而实现更低的热量与更长的电池使用寿命。
充电电池种类及保养
发布时间:2008-02-26 关键字: 保养种类电池充电使用寿命电压容量放电此类
充电电池的寿命是以电池
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