充分了解系統負載后再連接充電器

　　如果只是在特定輸入電壓、電荷電平和封裝尺寸下來(lái)考慮一個(gè)單獨的充電器，則電池充電是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的概念。但是，充電通常是在某種系統負載下完成的，其會(huì )使充電過(guò)程復雜化。本文將重點(diǎn)介紹，在沒(méi)有電池的情況下支持系統負載的電池充電器存在的潛在啟動(dòng)和運行問(wèn)題，以及充電器輸出特性如何對系統輸入特性做出反應。

　　引言

　　系統在沒(méi)有電池的情況下依靠充電器工作正變得越來(lái)越普遍。這種情況可能會(huì )出現在正常應用或廠(chǎng)商的產(chǎn)品測試期間。圖 1 中，在任何瞬態(tài)或上電條件下都沒(méi)有電池電源為系統供電。如果設計不夠合理，則充電器就會(huì )在短路狀態(tài)下鎖閉。要想解決這些設計問(wèn)題，我們必須充分理解充電器的輸出源規范和輸入系統負載要求。

　　無(wú)電池運行問(wèn)題

　　人們通常認為鋰離子 (Li-Ion) 電池充電器是一種在穩定電壓下可以被控制的電流源。一般而言，這種器件都配有電池組，其起到一個(gè)能量?jì)Υ嫫?大容量電容)的作用，以通過(guò)電源瞬態(tài)持續為系統供電。如果系統負載超出源電流片刻，電池便會(huì )補充額外的電流。在沒(méi)有電池的情況下，如果系統負載電流超過(guò)了充電器的源電流，則系統電壓就會(huì )迅速下降。麻煩的是，充電器為一個(gè)三級電流源，即短路、預充電和快速充電。超過(guò)有效電流會(huì )導致系統電壓下降，并且還可能會(huì )使充電器進(jìn)入預充電，然后轉入電流更少的短路階段。相反，如果負載電流低于充電器電流，則系統電壓上升，直到達到 4.2V 穩定電壓為止。最后，充電電流下降至與負載電流相等。

　　要想實(shí)現無(wú)電池工作，必須對充電器和系統進(jìn)行設計，以使充電器能夠始終向系統提供要求的電流。要解決這個(gè)問(wèn)題，充電器的 IV 特性必須要與系統負載 IV 特性相匹配。

　　充電器的輸出特性

　　我們將討論一種鋰離子電池充電器，這是由于它具有幾個(gè)充電階段，而這些我們已經(jīng)討論過(guò)的概念可以被輕松地應用到其他充電器化學(xué)技術(shù)中去。圖 2 顯示的是其與充電器輸出電壓 VSYS相關(guān)聯(lián)時(shí)充電器的電流情況。如果沒(méi)有電池并且充電器沒(méi)有通電，則初始電壓為 0V。當向充電器加電時(shí)，由于輸入與輸出之間存在內部上拉電阻(~500Ω)，充電器的輸出電壓開(kāi)始上升。短路模式低于 1 伏，其設計目的是最小化 OUT 引腳短路期間的功耗。