電池充電器設計:選用專(zhuān)用IC還是微控制器

簡(jiǎn)介

　　鋰化學(xué)電池芯類(lèi)型有較好的體積與重量能量密度，優(yōu)于其它現有的商用可充電電池芯。設計者一般采用專(zhuān)用充電控制IC，實(shí)現單芯電池的充電。鋰化學(xué)電池芯的充電要求充電器同時(shí)控制充電電流和電池電壓。為減少電流的需求，用于電動(dòng)汽車(chē)、大型系統備份電源以及其它大功率需求的電池設計者采用大串聯(lián)數量的電池芯堆。很多微控制器都有內置ADC、信號調整以及PWM控制，可用于電池充電控制設計?！　‰姵?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/充電器">充電器的設計者要面臨一個(gè)基本的選擇：是使用有很多供應商能夠提供、有豐富選擇的專(zhuān)用充電控制IC，還是使用可編程控制器。由于電池充電控制是一個(gè)緩慢的過(guò)程，可以用廉價(jià)的微控制器及其嵌入ADC、信號調整以及PWM模塊，直接控制充電器的功率轉換電路。也可以用一只微控制器做充電器與電池管理系統之間的通信和交互，如在智能充電器中;可以將微控制器用于靈活的用戶(hù)接口，如充電狀態(tài)顯示器中;可以將其用于電池調節控制;還可以用于其它靈活特性中。不過(guò)與采用專(zhuān)用充電控制IC的充電器相比，微控制器電路與固件的設計與測試通常更昂貴，產(chǎn)生成本也更高。

　　充電需求

　　大多數最新的電池充電器設計是針對鋰化學(xué)電池。它們包括：鋰離子、鋰聚合物、磷酸鐵鋰，以及相關(guān)的電池類(lèi)型，比其它商用的可充電電池有更高的體積和重量能量密度。因此它們很適合用于便攜式電源系統，如電動(dòng)汽車(chē);便攜計算與通信設備(智能手機、PDA、平板電腦以及筆記本電腦);軍用計算機輔助戰斗系統;以及醫療參數監控器。鎳化學(xué)電池仍在使用中，但正在被鋰化學(xué)電池快速取代。

　　為鋰化學(xué)電池充電要求充電器能同時(shí)控制充電電流和電池電壓。最早的充電器采用的是為電池芯提供CC(恒流)的模式，直到電池電壓上升到“浮充”電壓。一旦電池芯達到了浮充電壓，充電器的輸出就以CV(恒壓)方式保持這個(gè)浮充電壓值，直到充電電流降到一個(gè)固定的低值。當電池降到這個(gè)小電流值時(shí)，充電器關(guān)閉(圖1)。與鎳化學(xué)電池和鉛化學(xué)電池不同的是，鋰化學(xué)電池通常在充電結束后沒(méi)有涓流充電。實(shí)際上，在充電結束后仍維持小電流會(huì )損壞某些鋰電池芯。