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[導(dǎo)讀]最近一個項(xiàng)目又用到鋰電池了,從業(yè)5年來這已經(jīng)是第三個項(xiàng)目需要電池供電了。以前做遙控鑰匙的時候沒什么概念,都是按照原來的項(xiàng)目評估,指定紐扣電池,2年以上的使用時間。后來第二個項(xiàng)目,我主要負(fù)責(zé)射頻單板,對于供電部分也就沒這么關(guān)心,直到最近開始了我的新設(shè)計,把新了解到的內(nèi)容做個總結(jié),方便以后查閱!

最近一個項(xiàng)目又用到鋰電池了,從業(yè)5年來這已經(jīng)是第三個項(xiàng)目需要電池供電了。以前做遙控鑰匙的時候沒什么概念,都是按照原來的項(xiàng)目評估,指定紐扣電池,2年以上的使用時間。后來第二個項(xiàng)目,我主要負(fù)責(zé)射頻單板,對于供電部分也就沒這么關(guān)心,直到最近開始了我的新設(shè)計,把新了解到的內(nèi)容做個總結(jié),方便以后查閱!

1. 為什么會有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、亞錳酸鋰的電池?

鋰的化學(xué)性質(zhì)非?;钴S,很容易燃燒,為了緩解鋰離子電池的危險,加入了如鈷、錳、鐵等能抑制鋰元素活躍的成份,降低鋰離子電池的危險性。

2. 18650電池



標(biāo)稱電壓3.6V,充電電壓4.1V,最大終止充電電壓4.2V,最小放電終止電壓2.75V,高于或低于這個電壓容易導(dǎo)致電池容量嚴(yán)重下降乃至報廢。


3. 鋰聚合物電池


最大的特點(diǎn)就是可以做成自己想要的形狀,標(biāo)稱電壓3.7V,充電電壓4.2V,最大終止充電電壓4.2V,最小放電終止電壓2.75V,高于或低于這個電壓容易導(dǎo)致電池容量嚴(yán)重下降乃至報廢。


4. 線性充電


線性充電芯片采用LDO電路架構(gòu),輸入電流等于輸出電流,剛開始充電式壓差最大,功率損耗最多,損耗轉(zhuǎn)換成熱量,因此芯片散熱面積需加大,推薦充電電流小于1A,不過設(shè)計簡單,轉(zhuǎn)換效率偏低。


BQ24040屬于TI用的比較多的線性充電芯片了,最大1A的充電電流(一般500mA差不多了),典型應(yīng)用電路如下圖。




5.開關(guān)充電

開關(guān)充電芯片采用降壓BUCK架構(gòu),轉(zhuǎn)換效率高,芯片熱量堆積少,一般充電電流可以做到1A以上,不過設(shè)計相對復(fù)雜。


最近正好在用開關(guān)式充電芯片MP2615GQ,下圖是2節(jié)4.2V鋰電池的應(yīng)用電路和官方DEMO板。




6. CC-CV充電



如上圖所示,首先進(jìn)行電壓判斷,CC-CV充電步驟如下:


第一步:判斷電壓<3V,要先進(jìn)行預(yù)充電,0.05C電流--涓流充電;

第二步:判斷 3V<電壓<4.2V,恒流充電,0.2C~1C電流--恒流充電;

第三步:判斷電壓>4.2V,恒壓充電,電壓為4.20V,電流隨電壓的增加而減少,直到充滿。


MP2615GQ為例,當(dāng)CTMR=0.47uF,涓流充電30分鐘,CC-CV充電2.95小時。如過在這段時間內(nèi)充電電流達(dá)到C/10時,充電指示燈亮,電池充滿;如果3.5小時以內(nèi)沒有充滿,過了3.5小時則停止充電。



7. 充電停止方式


  • 計時器Timer,通過電容充電控制時間 ;

  • 電流檢測法,一般檢測到充電電流小于C/10時終止;


8. 充電路徑管理


我做的項(xiàng)目都是無充電路徑管理的,系統(tǒng)電壓總是等于電池電壓,充電時電流一部分給電池充電,一部分給系統(tǒng)供電,所以必須在中間加個電源開關(guān),如果沒有的話,當(dāng)系統(tǒng)電流大于停止電流C/10時,電池永遠(yuǎn)不會停止充電。


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