大容量鋰電池的充電

新型便攜式電子設計正在不斷提升系統性能，設計人員添加新的特性，系統的功率要求也隨著其性能提高而上升。這種趨勢也導致對容量極大的鋰電池包進行開發，因為它們能供應充足的系統運行時間。關于大多數便攜式消費類產品而言，鋰電池已經成為首選電源。它們與其他類型的電池相比有很多優越性，如能量密度更高和電池電壓更高。但是，隨著電池可用容量增大以滿足當今不斷上升的功率要求，用戶關于縮短電池充電時間及縮小電池體積的要求隨之新增。實現這些要求成為設計人員面對的重大挑戰。

鋰離子或鋰聚合物電池包的最佳充電速率為1C，這意味著一個1000mAh的電池包要以1A的電流進行快速充電，以這種速率充電可以實現最短的充電時間，而且不會降低電池包的性能及縮短使用壽命。關于容量不斷新增的電池包，欲達到這種滿意的充電速率，提高充電電流值是不可戒備的。這就導致設計上的一些重大難題，其中最緊要的是在充電管理控制器IC內以及在系統板上出現的熱量問題。為知道決這些問題，非得進行周密細致的散熱設計。下面的分解將聲明，在充電管理IC上由集成通路晶體管耗散掉大部分熱量，它在很多情況下都是設計性能和運行范圍的一個限定因素。

一節和兩節鋰電池使用中最常用的充電器類型是線性電池充電器，其功耗可以由下式算出：

pD=(VDD-VBATTERY)ICHARGE

其中pD：功耗

VDD：輸入(適配器)電壓

VBATTERY：電池電壓

ICHARGE：快速充電電流

上面的公式聲明，當輸入電壓與電池電壓之差以及充電電流都高時，最糟的情況就會出現。我們來計算一種典型情況下的功耗，這種情況是汽車適配器或墻上適配器供應5V±10%的供電電壓，電池電壓為3.0V，而快速充電電流是1A(即對1000mAh電池以1C的充電速率充電)。在這種情況下功耗為：

pD=(5.5V-3.0V)1A=2.5W

MCp7384X供應±0.5%的電壓調節精度(最大值)。由于電池充電過度和充電不足都會降低電池的性能并縮短使用壽命，所以充電管理控制器IC為電池供應高精度的電壓是非常緊要的。超過充電結束電壓雖然在短時間來說能使可用電池能量新增，但是，繼續的過度充電會使可用充電次數分明減少，或引發安全問題。另一方面，充電不足會減少電池的可用容量，從而縮短了電池的可用時間。因此，供應精確調節的電壓可充足利用電池容量，而且保證使用的安全性。圖2和圖3聲明，只要電壓精度稍有降低，電池容量就會大大減小。

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