四面圍攻：打通鋰電池供電設計的各個(gè)環(huán)節

　　第三方面：知己知彼需要鋰電池的電量管理電路參與

　　鋰電池常用的電量檢測方法有兩種：

　　1.一種是利用庫侖計。根據電池工作的電流與時(shí)間進(jìn)行計算出電池的實(shí)際容量。此種檢測方法是最準確的檢測方法，一般用的芯片有TI，美信等電池管理芯片，但由于成本太高，調試復雜。是通過(guò)庫侖計實(shí)時(shí)監測電池消耗電量而計算剩余電量的方法則非常準確。利用一種電流檢測傳感器，專(zhuān)門(mén)用于檢測便攜式設備電池的充電/耗電電流，能將通過(guò)精密檢測電阻的電流信號轉換為ADC可以檢測到的電壓信號，從而計算一段時(shí)間內消耗的真實(shí)電量。

　　TI的bq26150和 bq27x00 組成的自動(dòng)監控電池電量的IC電路方案，如圖8

圖8

　　目前，比較先進(jìn)的是是美國TI公司生產(chǎn)的BQ系列鋰電池電量管理芯片。

　　2.另一種是利用電池工作的電壓曲線(xiàn)來(lái)分析出電池的容量。這種方式比較簡(jiǎn)單，成本也低，由于直接采用比較器如LM339，LM324等，檢測精度低，溫漂大，功耗大。且固定電壓判斷容量，在電池放電倍率不同等情況下，檢測相對很不準確。這種電壓估測電量的方法通常如下：一塊電池在放電的時(shí)候，電池的電壓會(huì )隨著(zhù)電池電量的流失逐漸地下降。這樣就可以得到一個(gè)比較簡(jiǎn)單而有效的對應關(guān)系，就是電壓對應容量。通過(guò)電池正常使用(比如100mA放電)的放電曲線(xiàn)，對時(shí)間進(jìn)行4等分，以充電限制電壓為4.2V的鋰電池為例，可以列出這樣一個(gè)對應關(guān)系，4.20V—100%，3.85V—75%，3.75V—50%，3.60V—25%，3.40V—5%。

　　第四方面：講效率殲滅戰用好鋰電池充電管理集成芯片

　　鋰電池主要存在三種充電方式：線(xiàn)性充電方式、開(kāi)關(guān)充電方式和脈沖充電方式。其中，線(xiàn)性充電和開(kāi)關(guān)充電都采用恒流恒壓的充電模式，而脈沖充電則采用脈沖電流充電的模式。在這些模式中，恒流恒壓是目前最為普遍的，大多數廠(chǎng)家生產(chǎn)的充電器和充電芯片都是基于這一充電模式。實(shí)踐證明，恒流恒壓充電模式的線(xiàn)性充電器控制簡(jiǎn)單，外圍電路簡(jiǎn)潔，有利于降低充電器成本，因此在市場(chǎng)上廣泛應用。在低成本、小容量、小功率的手機充電器市場(chǎng)尤其如此。

　　目前許多知名的半導體公司， 如T I 、M a x i m、安森美、N S、飛兆等，都有各自獨立的鋰離子電池管理芯片和保護芯片采用的充放電及保護策略也不盡相同。一般來(lái)說(shuō)，這些芯片的主要功能包括充放電管理、溫度檢測、過(guò)流/短路保護和欠壓過(guò)壓保護等等，有些還有狀態(tài)輸出及微機控制接口。

　　一般線(xiàn)性充電器來(lái)說(shuō)，鋰離子電池的充電過(guò)程分為兩個(gè)步驟：先是恒流充電，其電流恒定，電壓不斷升高，當電壓充到 4.2V 的時(shí)候自動(dòng)轉換為恒壓充電，在恒壓充電時(shí)電壓恒定，電流是越來(lái)越小的直到充電電流小于預先設定值為止。

　　為了進(jìn)一步減少尺寸、降低成本和減少復雜度，目前芯片廠(chǎng)商為單節鋰離子和鋰聚合物電池提供了完全集成的充電管理控制器。

　?、俸懔骱銐壕€(xiàn)性或開(kāi)關(guān)式充電管理控制

　　下面先了解一下鋰電池充電與電池容量的關(guān)系曲線(xiàn)如圖9：

圖9

　　圖9中虛線(xiàn)為充電時(shí)的容量，實(shí)線(xiàn)為充電電流。

　　下面了解一個(gè)典型的充電例子如圖10，是利用TI的bq2057控制實(shí)現的鋰電池控制電路原理, 為典型充電器電路設計，利用BQ2057設計的充電器電路簡(jiǎn)單，可廣泛應用于目前的便攜式電子系統的電源管理，對于便攜式電子產(chǎn)品的緊湊設計很有意義。采用BQ2057設計的鋰電池充電電路可實(shí)現對1節或兩節鋰電池的充電，工作電源DC+根據充電鋰電池組的電壓選擇.