lilizidianchidegenggaohuaxuenengliangmiduhegenggaodianchidianyashidewomenkeyiweiyidongzhongduanchanpinyingyongzhizaochugengxiaohegengqingdedianchi
，ergengqinghegengxiaodedianyuanduimuqianzhongguoyidongtongxinzhongduanchanpinzhuiqiuzuixiaochicunlaishuoshizhiguanzhongyaode。yaoxiangchongfenliyongdianchironglianghuoyanchangdianchishouming
，bixujiqiyangedikongzhichongdiancanshu。
   
鑒於鋰離子可充電電池的上述優點
，本文將詳細介紹如何設計高效、安全的鋰離子可充電電池管理電路。

移動通信終端產品鋰離子電源管理的原理及設計
   
鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)的(de)設(she)計(ji)主(zhu)要(yao)是(shi)針(zhen)對(dui)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)特(te)性(xing)來(lai)進(jin)行(xing)的(de)。鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)安(an)全(quan)性(xing)能(neng)及(ji)供(gong)電(dian)性(xing)能(neng)主(zhu)要(yao)體(ti)現(xian)在(zai)其(qi)充(chong)放(fang)電(dian)參(can)數(shu)的(de)控(kong)製(zhi)上(shang)。圖(tu)1為鋰電池電源管理原理圖。該圖由控製芯片和外圍電路組成。接下來
，我們就圖1從鋰電池放電、充電兩個方麵來探討如何實現鋰電池的管理。

圖題：鋰離子電池電源管理電路

放電工作原理
   
電(dian)池(chi)過(guo)放(fang)可(ke)能(neng)會(hui)給(gei)電(dian)池(chi)帶(dai)來(lai)災(zai)難(nan)性(xing)的(de)後(hou)果(guo)
，特(te)別(bie)是(shi)大(da)電(dian)流(liu)過(guo)放(fang)或(huo)反(fan)複(fu)過(guo)放(fang)
，對(dui)電(dian)池(chi)的(de)影(ying)響(xiang)更(geng)大(da)。一(yi)般(ban)而(er)言(yan)，過(guo)放(fang)電(dian)會(hui)使(shi)電(dian)池(chi)內(nei)壓(ya)升(sheng)高(gao)，正(zheng)負(fu)極(ji)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)的(de)可(ke)逆(ni)性(xing)受(shou)到(dao)破(po)壞(huai)，即(ji)使(shi)充(chong)電(dian)也(ye)隻(zhi)能(neng)部(bu)分(fen)恢(hui)複(fu)，容(rong)量(liang)會(hui)有(you)明(ming)顯(xian)衰(shuai)減(jian)。鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)電(dian)路(lu)的(de)功(gong)能(neng)之(zhi)一(yi)就(jiu)是(shi)為(wei)了(le)保(bao)護(hu)鋰(li)電(dian)池(chi)不(bu)至(zhi)於(yu)過(guo)放(fang)。
   
鋰電池的正常工作電壓為2.575～4.2V。當電池電壓在此範圍內，管理電路將MOSFET管S4打開
，在電池(CELL)電壓與BATT＋之(zhi)間(jian)建(jian)立(li)低(di)阻(zu)通(tong)道(dao)，有(you)利(li)於(yu)電(dian)流(liu)從(cong)電(dian)池(chi)流(liu)向(xiang)手(shou)機(ji)負(fu)載(zai)。在(zai)此(ci)情(qing)況(kuang)下(xia)
，過(guo)放(fang)就(jiu)體(ti)現(xian)為(wei)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)過(guo)大(da)。在(zai)整(zheng)個(ge)輸(shu)出(chu)過(guo)程(cheng)中(zhong)，電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)電(dian)路(lu)不(bu)斷(duan)地(di)檢(jian)測(ce)從(cong)電(dian)池(chi)輸(shu)出(chu)到(dao)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)流(liu)。當(dang)電(dian)池(chi)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)超(chao)過(guo)通(tong)常(chang)的(de)保(bao)護(hu)值(zhi)3.5A的時候
，手機短路保護電路開始工作，關閉S4
，切斷電池與BATT＋的連接。
   
當電池持續放電到電池電壓低於文獻[1]規定的放電終止電壓2.375V以下時，則屬於電壓過放。此時，圖1中的手機低電壓及短路保護電路開始工作，同電流過放一樣，關閉S4


，切斷電池與BATT＋的連接達到保護鋰電池的目的。

充電工作原理
   
充chong電dian管guan理li電dian路lu在zai對dui鋰li電dian池chi進jin行xing充chong電dian時shi，更geng是shi一yi個ge複fu雜za的de過guo程cheng
，既ji要yao保bao證zheng鋰li電dian池chi能neng夠gou充chong滿man
，又you要yao保bao證zheng鋰li電dian池chi的de性xing能neng，最zui重zhong要yao的de是shi要yao保bao證zheng鋰li電dian池chi不bu能neng過guo充chong。如ru果guo鋰li電dian池chi在zai充chong電dian過guo程cheng中zhong充chong電dian電dian流liu過guo大da，或huo充chong電dian時shi間jian過guo長chang，產chan生sheng的de氧yang氣qi來lai不bu及ji被bei消xiao耗hao，就jiu可ke能neng造zao成cheng內nei壓ya升sheng高gao，電dian池chi變bian形xing，漏lou液ye等deng不bu良liang現xian象xiang。同tong時shi
，其qi電dian性xing能neng也ye會hui顯xian著zhu降jiang低di。
   
整個充電電路應該具有以下幾種充電模式：
——低電壓預充電模式；
——全速充電模式
；
——涓流充電模式；
——頂端截止、脈衝充電模式；
——充電截止模式。

低電壓預充電模式
   
當電池電壓低於3.0V時(shi)，電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)電(dian)路(lu)進(jin)入(ru)低(di)電(dian)壓(ya)預(yu)充(chong)電(dian)模(mo)式(shi)。當(dang)電(dian)池(chi)極(ji)度(du)過(guo)放(fang)時(shi)，為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)過(guo)量(liang)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)對(dui)電(dian)池(chi)性(xing)能(neng)造(zao)成(cheng)損(sun)傷(shang)
，充(chong)電(dian)電(dian)路(lu)應(ying)該(gai)采(cai)取(qu)漸(jian)進(jin)的(de)充(chong)電(dian)方(fang)式(shi)。
   
對於一塊極度過放的
，電壓已低於0.7V的鋰電池，電源管理電路將提供預充電涓流給電池。此時S1關閉
，充電器通過R1提供電流給管腳Vdect，充電器提供電流的大小完全由R1決定，整個充電器幾乎工作在無負載情況下。這種充電模式甚至可以對電壓已經為0V的電池進行充電；當電池電壓高於0.7V低於1.98V時
，外部S1及S2工作，電源管理電路可以以更高的電流對電池進行充電。但是
，此時三極管S1的功耗檢測電路還沒有工作
，必須限製其功耗低於800mW
，以免燒毀S1；當電池電壓高於1.98V低於3.0V時，整個電源管理電路都正常工作
，此時S1的控製電路使S1以較高的電流，但遠低於全速充電電流對電池進行充電
，該電流一般超過100mA。

全速充電模式
   
當電池電壓高於3.0V時，預充電模式結束
，進入全速充電模式。此時，電源管理電路將S1及S2打開，並使S1工作在飽和模式，充電器提供全速充電電流給電池充電。但是，電源管理電路將限製最大充電電流小於1.5A。
   
這(zhe)種(zhong)充(chong)電(dian)模(mo)式(shi)對(dui)充(chong)電(dian)器(qi)也(ye)有(you)一(yi)定(ding)的(de)要(yao)求(qiu)，要(yao)求(qiu)其(qi)實(shi)現(xian)限(xian)流(liu)輸(shu)出(chu)。這(zhe)樣(yang)做(zuo)的(de)目(mu)的(de)是(shi)便(bian)於(yu)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)終(zhong)端(duan)廠(chang)商(shang)
，在(zai)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)時(shi)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)產(chan)品(pin)的(de)定(ding)義(yi)
，選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)，實(shi)現(xian)對(dui)具(ju)體(ti)鋰(li)電(dian)池(chi)快(kuai)速(su)有(you)效(xiao)的(de)充(chong)電(dian)。在(zai)典(dian)型(xing)應(ying)用(yong)中(zhong)，一(yi)般(ban)要(yao)求(qiu)充(chong)電(dian)器(qi)提(ti)供(gong)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)限(xian)製(zhi)在(zai)1A以內，具體的電流可以根據所用鋰電池廠商推薦使用的充電電流，以便電池能夠具有一個較高的循環壽命。

涓流充電模式
   
該充電模式其實也是一種恒壓充電模式，當電池表麵達到控製電路設定的終止充電電壓Vterm時(shi)，即(ji)進(jin)入(ru)該(gai)種(zhong)充(chong)電(dian)模(mo)式(shi)。由(you)於(yu)在(zai)全(quan)速(su)充(chong)電(dian)模(mo)式(shi)下(xia)，電(dian)流(liu)比(bi)較(jiao)大(da)

，電(dian)池(chi)表(biao)麵(mian)電(dian)壓(ya)與(yu)實(shi)際(ji)電(dian)池(chi)芯(xin)的(de)電(dian)壓(ya)有(you)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)落(luo)差(cha)，涓(juan)流(liu)充(chong)電(dian)模(mo)式(shi)就(jiu)是(shi)用(yong)來(lai)減(jian)小(xiao)甚(shen)至(zhi)消(xiao)除(chu)該(gai)落(luo)差(cha)。此(ci)時(shi)，電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)電(dian)路(lu)通(tong)過(guo)控(kong)製(zhi)S1的開閉情況，將提供給電池的最大電流限製在100多mA。由於電池被充得越來越足，因此，涓流就越來越小
，直到截止。

頂端截止脈衝充電模式
   
當電源管理電路處於涓流充電模式時

，它會周期性地跳轉到全速充電模式，形成脈衝電流對電池進行充電。大電流脈衝寬度一般<100μs，這樣有利於電池更快被充滿。

充電截止模式
   
電源管理電路會有一個控製引腳，由手機的CPU決定什麼時候停止充電。進入這種模式，一般會有這樣幾種情況：手機檢測到充電電路包括鋰電池溫度過高；不是原裝的鋰電池；已經進入涓流充電，不需要充電時間過長；充電器設計不合理等等。