tongchangweiletigaodianchichongdianshidekekaoxinghewendingxing，womenhuiyongdianyuanguanlixinpianlaikongzhidianchichongdiandedianyayudianliu，danshizaishiyongdianyuanguanlixinpianshejichongdiandianlushi，womenwangwangduichongdiandianlumeigeshijianduandegongzuozhuangtaijidianlushejizhuyishixiangcunzaiyixiekunhuo。

 

1
、電池充電方式簡介 

 

理論上為了防止因充電不當而造成電池壽命縮短，我們將電池的充電過程分為四個階段：涓流充電（低壓預充，此狀態的電池電壓比較低
，實際使用時，建議將鋰電池欠壓保護點提高，避免電池出現過放電現象）、恒流充電、恒壓充電以及充電終止。

典型的充電方式是：先檢測待充電電池的電壓，在電池電壓較低情況下，先進行預充電
，充電電流為設定的最大充電電流的1/10，當電池電壓升到一定值後，進入標準充電過程。標準充電過程為：以yi最zui大da充chong電dian電dian流liu進jin行xing恒heng流liu充chong電dian
，電dian池chi電dian壓ya持chi續xu穩wen定ding上shang升sheng
，當dang電dian池chi電dian壓ya升sheng到dao接jie近jin設she定ding的de最zui大da電dian壓ya時shi
，改gai為wei恒heng壓ya充chong電dian，此ci時shi，充chong電dian電dian流liu逐zhu漸jian下xia降jiang，當dang電dian流liu下xia降jiang至zhi最zui大da充chong電dian電dian流liu的de1/10時
，充電結束。

 

階段1：涓流充電——涓流充電用來先對完全放電的電池單元進行預充(恢複性充電)。在電池電壓低於3V左右時采用涓流充電，涓流充電電流是恒流充電電流的十分之一即0.1c(以恒定充電電流為1A舉例，則涓流充電電流為100mA)。

 

階段2：恒流充電——當電池電壓上升到涓流充電閾值以上時，提高充電電流進行恒流充電。恒流充電的電流在0.2C至 1.0C之間。電池電壓隨著恒流充電過程逐步升高,一般單節電池設定的此電壓為3.0-4.2V。

 

階段3：恒壓充電—— 當電池電壓上升到4.2V時
，恒流充電結束
，開始恒壓充電階段。電流根據電芯的飽和程度，隨著充電過程的繼續充電電流由最大值慢慢減少，當減小到0.01C時，認為充電終止。（C是以電池標稱容量對照電流的一種表示方法
，如電池是1000mAh的容量
，1C就是充電電流1000mA。） 

 

階段4：充電終止——有兩種典型的充電終止方法：采用最小充電電流判斷或采用定時器(或者兩者的結合)。最小電流法監視恒壓充電階段的充電電流，並在充電電流減小到0.02C至0.07C範圍時終止充電。第二種方法從恒壓充電階段開始時計時
，持續充電兩個小時後終止充電過程。

 

 

2、電池充電電路設計注意事項 

 

若設計的充電電路沒有防倒灌保護，將會產生許多危害。以輸出端接2節(jie)鋰(li)電(dian)池(chi)串(chuan)聯(lian)為(wei)例(li)，若(ruo)僅(jin)將(jiang)電(dian)源(yuan)去(qu)除(chu)
，充(chong)電(dian)器(qi)沒(mei)有(you)移(yi)除(chu)，電(dian)池(chi)內(nei)的(de)電(dian)流(liu)倒(dao)灌(guan)至(zhi)充(chong)電(dian)電(dian)路(lu)中(zhong)
，導(dao)致(zhi)電(dian)池(chi)電(dian)量(liang)白(bai)白(bai)損(sun)失(shi)。且(qie)更(geng)嚴(yan)重(zhong)的(de)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)是(shi)：對於降壓電源芯片來說，電池電流從輸出端，經芯片內部功率管寄生的二極管倒灌至芯片的VIN端，當電路的輸出端電壓（電池電壓）低於設定值時，芯片FB點電壓相應的也會低於標稱值，芯片開始工作來提高輸出端電壓
；由於輸入端電壓幾乎與輸出端相等，對於降壓芯片來說，輸入端無法給輸出端提供能量，導致FB點電壓一直低於標稱值，芯片進入占空比100% 的de工gong作zuo狀zhuang態tai。此ci時shi若ruo是shi輸shu入ru端duan突tu然ran恢hui複fu供gong電dian，輸shu入ru端duan電dian源yuan會hui經jing過guo已yi經jing打da開kai的de功gong率lv管guan直zhi接jie把ba能neng量liang輸shu送song到dao輸shu出chu端duan，由you於yu輸shu入ru輸shu出chu存cun在zai壓ya差cha
，瞬shun間jian會hui有you比bi較jiao大da的de電dian流liu流liu過guo功gong率lv管guan
，若ruo此ci時shi由you於yu其qi它ta不bu可ke控kong的de原yuan因yin導dao致zhi芯xin片pian未wei能neng及ji時shi有you效xiao做zuo出chu響xiang應ying來lai關guan閉bi功gong率lv管guan，這zhe個ge大da電dian流liu有you可ke能neng會hui使shi芯xin片pian內nei部bu開kai關guan管guan損sun壞huai。因yin此ci在zai設she計ji電dian池chi充chong電dian電dian路lu時shi，我wo們men需xu要yao添tian加jia防fang倒dao灌guan的de措cuo施shi。

 

shengyafanganyouyuxuliuerjiguankeyiqidaofangdaoguandezuoyong，suoyiyibanbuwaijiafangdaoguancuoshi。danshiduiyujiangyafangan，xuyaoduidianchichongdiandianlutianjiafangdaoguancuoshi。

 

以XL4301鋰電池充電電路為例，如圖2、圖3所示（紅色虛線框中為防電流倒灌電路）。輸入12V
，輸出接單節鋰電池（3.1V-4.3V）
，最大充電電流0.8A
；其中最大充電電流 IOUT=VCS/RCS=0.11/0.137≈0.803A，最大充電電壓 VOUT=VFB*（1+R2/R1）=1.25*（1+7.87/3.3）≈4.231V。

 

圖2電路中，我們選擇一個肖特基二極管防止電流倒灌

，這是簡單有效的方法。為降低肖特基D2溫度，選用的肖特基電流能力是充電電流2倍以上。

 

 

由於肖特基壓降比較大，會增加係統損耗；為減小防倒灌電路產生的損耗
，我們可以采用MOS管來防止電流倒灌
，如圖3正常工作時
，PMOS管導通，電流經過MOS管給鋰電池充電，MOS管功耗較小；當輸入端斷電時，PMOS關斷
，起到防止電流倒灌的作用。其中DZ1的選取遵循VOUT＜VDZ1 ＜VIN。

 

 

備注：當輸出端電壓小於8.4V時
，電路中DZ2與R6可以省去。

 

充電流程

 

 

手機充電器的工作流程一般為：1. 檢測電池的電壓
，如果低於一個閾值電壓，就要進行涓流充電；2. 電池充到一定電壓（一般設置為2.9V）時，進行全電流充電；3. 當電池電壓達到預置電壓（鋰離子電池一般為4.2V）時
，開始恒壓充電，同時充電電流降低
；4. 當電流逐漸減小到規定的值時
，充電過程結束。

 

電池電壓低於2.5V（Vshort）時,鋰離子電池充電器用25mA的電流預充,防止深度放電的鋰離子電池在快充時被損壞甚至發生危險。

 

對於電壓過低的電池需要進行預充，電池電壓低於2.5V（Vshort）時,鋰離子電池充電器用25mA的電流預充,防止深度放電的鋰離子電池在快充時被損壞甚至發生危險。

 

充(chong)電(dian)終(zhong)止(zhi)檢(jian)測(ce)除(chu)電(dian)壓(ya)檢(jian)測(ce)外(wai)，還(hai)需(xu)采(cai)用(yong)其(qi)他(ta)的(de)輔(fu)助(zhu)方(fang)法(fa)作(zuo)為(wei)防(fang)止(zhi)過(guo)充(chong)的(de)後(hou)備(bei)措(cuo)施(shi)
，如(ru)電(dian)池(chi)溫(wen)度(du)監(jian)測(ce)
，檢(jian)測(ce)電(dian)池(chi)溫(wen)度(du)用(yong)電(dian)池(chi)組(zu)溫(wen)度(du)傳(chuan)感(gan)器(qi)連(lian)續(xu)檢(jian)測(ce)電(dian)池(chi)溫(wen)度(du)
，當(dang)電(dian)池(chi)溫(wen)度(du)超(chao)出(chu)設(she)定(ding)範(fan)圍(wei)時(shi)關(guan)閉(bi)對(dui)電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)。

 

限定充電時間，為電池提供附加保護。

 

除了上麵的流程描述，它還具有自動重新充電、最zui小xiao電dian流liu終zhong止zhi充chong電dian等deng特te性xing。一yi般ban來lai說shuo，恒heng壓ya充chong電dian結jie束shu時shi的de小xiao電dian流liu充chong電dian過guo程cheng中zhong，電dian流liu的de大da小xiao一yi般ban為wei恒heng流liu充chong電dian時shi電dian流liu的de十shi分fen之zhi一yi。目mu前qian在zai鋰li離li子zi電dian池chi充chong電dian器qi的de設she計ji中zhong，對dui手shou機ji充chong電dian結jie束shu後hou由you於yu某mou種zhong因yin素su放fang電dian的de情qing況kuang而er專zhuan門men設she計ji了le檢jian測ce電dian路lu
，一yi旦dan檢jian測ce到dao電dian池chi電dian壓ya降jiang低di
，就jiu會hui重zhong新xin啟qi動dong充chong電dian過guo程cheng（見上圖）。

 

軟ruan件jian要yao做zuo的de工gong作zuo是shi設she置zhi進jin入ru快kuai速su充chong電dian的de電dian壓ya閾yu值zhi
，進jin入ru恒heng壓ya充chong電dian的de電dian壓ya閾yu值zhi，充chong電dian超chao時shi時shi間jian，恒heng流liu充chong電dian的de電dian流liu值zhi，恒heng壓ya充chong電dian的de電dian壓ya值zhi，充chong電dian結jie束shu的de電dian流liu閾yu值zhi
，中zhong斷duan處chu理li，提ti供gongsys接jie口kou給gei上shang層ceng都dou充chong電dian的de狀zhuang態tai
，包bao括kuo電dian池chi的de類lei型xing，電dian池chi最zui高gao電dian壓ya

，電dian池chi最zui低di電dian壓ya
，電dian池chi當dang前qian電dian壓ya
，電dian池chi電dian量liang的de百bai分fen比bi，電dian池chi的de狀zhuang態tai
，充chong電dian電dian流liu和he電dian池chi溫wen度du等deng等deng。