DS2770?Li+電池脈沖充電器與線性充電器的性

脈沖充電器具有許多與線性充電器相同的優勢，如：簡單、廉價、小尺寸、外部元件少等。與線性充電器相比，脈沖充電器還具有一些神奇的優點，它的熱量主要耗散在墻上適配器、而不是充電器本身，由此，設計中不需要考慮散熱問題。當然，它也存在某些缺陷，按照傳統的觀點，Li+電池脈沖充電器可能導致電池過早地老化，這一結論是以恒流充電過程和脈沖充電過程采用了相同的充電電流為前提的。利用DS2770構成的脈沖充電器進行一系列探測后，所得數據與傳統觀點并不相符。本文對線性充電器(CC/CV)和DS2770電池監視與脈沖充電器的探測數據進行了比較，主要對比了充電時間、電池有效容量和電池壽命等項指標。

充電時間和電池壽命

DS2770電池監視器與充電控制器構成Li+電池充電器，用于提供脈沖充電、并在實驗中充當庫侖計，庫侖計用于測量電池經過反復充電后的容量跌落值。圖1所示為詳盡采用的探測電路。充電電源采用KeithleyModel2304，其開路電壓設置為6.0V，配置為脈沖充電器時，Keithley連接到節點A(圖1)，電流限制為750mA。啟動充電后，DS2770將以所限制的電流為電池充電、直到電池電壓達到4.2V時，轉至脈沖充電，脈沖寬度(tpULSE)為875ms(典型值)，當tpULSE+tOFF=14s(典型值)、占空比為6.25%時。終止充電。線性充電模式下，Keithley在恒流充電期間被設置為6.0V@750mA、與節點B連接在一起，此時，DS2770只用于測量恒流充電時的電池電壓和恒壓充電時的電池電流，如果測試到電池電壓達到4.2V，Keithley將保持節點B為固定的4.2V。當DS2770測試到充電電流遞減至50mA(節點B為4.2V)時，將終止充電過程，認為電池已洋溢。

另一個Keithley2304用于放電周期的模擬負載，探測中所采用的放電過程均在25℃環境溫度下進行，并在任何充電模式下保證相同的放電特性。以750mA的直流負載電流將電池放電至3.4V；釋放負載后，電池電壓將有所回升，然后以250mA的直流持續放電，使電池電壓跌至3.4V；最后，以50mA的負載電流持續放電，當電池電壓再次跌至3.4V時，認為電池已完全放電。從放電開始到放電結束，DS2770累計電流寄存器(ACR)內數值之差被當作每次充電的有效電池容量記錄下來。

充電時間和電池有效容量

實驗中采用一款新的1400mAh鋰聚合物電池進行探測，充電器分別采用DS2770構成的脈沖充電器和分立式線性充電器，由于電池容量在最初的幾次充電/放電過程中會有較大的變化，所以在進行實際探測之前，首先對電池重復進行10次充、放電。整個實驗從40℃環境溫度下用DS2770脈沖充電器對完全放電的電池進行充電開始，記錄充電開始和充電結束的時間(利用pC機時鐘)；室溫恢復到25℃時，按照上述放電過程將電池電量完全放掉，記錄放電開始和放電結束時對應的ACR數值之差、將其作為電池的有效容量。完成脈沖充電探測后，用線性穩壓器在40℃環境溫度下對電池進行充電，并記錄充電時間；然后，在25℃時按照相同的放電過程對電池進行放電解決，記錄ACR的差值。在0℃至40℃范圍內、按照5℃間隔重復上述實驗。所得結果如圖2和圖3所示。

從上述曲線可以看出：在給定溫度下，兩種充電模式得到的電池有效容量基本相同，高溫區域脈沖充電模式下獲得的有效電池容量略高于線性模式充電時的電池容量，低溫區域結論恰好相反。兩種充電模式對應的充電時間相差較大，低溫充電時，恒壓浮充過程所占用的時間要比脈沖浮充時間長37%；40℃時，脈沖充電過程時間縮短了14%。探測結果聲明：脈沖充電分明比線性充電過程快。

電池壽命比較

為了比較脈沖充電模式和線性充電模式對電池使用壽命的影響，我們選用了兩個新的1400mAh鋰聚合物電池，兩個電池分別利用線性充電器和脈沖充電器重復充電/放電500次，以電池有效容量的衰減作為掂量電池壽命的標準，實驗結果如圖4所示。實驗聲明：脈沖充電方式對于電池壽命的影響更小。25℃時，利用CC/CV方式對電池重復充電/放電500次后，電池有效容量要比脈沖方式下進行相同探測后的結果降低4.6%。

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