一種混合信號通用電池充電器設計

　本文主要討論兩種最常見(jiàn)的化學(xué)電池：鋰離子電池和鎳氫電池。通過(guò)本文的討論，能夠設計出一種混合信號通用電池充電器，這種充電器可對這兩種電池進(jìn)行充電。

　　電池充電的系統考慮

　　要快速可靠地完成電池充電，需要高性能的充電系統。以下系統參數是設計經(jīng)濟可靠的解決方案所必須考慮的。

　　輸入源

　　許多應用都采用廉價(jià)的墻式適配器作為輸入電源，這種適配器的輸出電壓高度依賴(lài)于變化較大的交流輸入電壓以及適配器負載電流。通過(guò)汽車(chē)適配器充電也面臨同樣的問(wèn)題。汽車(chē)適配器的輸出電壓范圍通常為9V18V。

　　輸出電壓穩壓精度

　　對于鋰離子電池，為使電池容量的利用率達到最大，輸出電壓穩壓精度至關(guān)重要。輸出電壓精度的微小降低都會(huì )導致電池容量大幅度減少。當然，出于安全以及可靠性方面的考慮，輸出電壓并不能無(wú)限度提高。圖1示意了輸出電壓穩壓精度的重要性。

　　充電結束方法

　　無(wú)論是鋰離子電池還是鎳氫電池，過(guò)充都是致命的弱點(diǎn)。對于安全可靠的充電系統來(lái)說(shuō)，精確的充電結束方法是非常關(guān)鍵的。

　　電池溫度監控

　　可充電電池的充電溫度范圍通常在0°C45°C之間，溫度超出此范圍時(shí)，對電池進(jìn)行充電會(huì )導致電池過(guò)熱。在充電過(guò)程中，電池內部的壓力升高，因此，電池會(huì )膨脹，電池內部的高溫和高壓會(huì )導致電池機械開(kāi)裂甚至爆炸，或者出現泄露。在0°C45°C溫度范圍之外對電池進(jìn)行充電會(huì )損害電池性能，或者縮短其預期壽命。

　　電池放電電流或反向漏電流

　　在許多應用中，即使輸入電源斷開(kāi)，充電系統仍然與電池相連，因此，充電系統必須保證此時(shí)電池的漏電流盡可能小。允許的最大漏電流應當小于幾個(gè)mA，比較理想的情況是低于1mA。

　　圖1 電池容量損失與充電電壓不足的關(guān)系

　　電池充電器設計

　　考慮到前面的系統因素，可以開(kāi)發(fā)出合適的充電管理系統。