鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)的(de)更(geng)高(gao)化(hua)學(xue)能(neng)量(liang)密(mi)度(du)和(he)更(geng)高(gao)電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)使(shi)得(de)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)為(wei)移(yi)動(dong)終(zhong)端(duan)產(chan)品(pin)應(ying)用(yong)製(zhi)造(zao)出(chu)更(geng)小(xiao)和(he)更(geng)輕(qing)的(de)電(dian)池(chi)

，而(er)更(geng)輕(qing)和(he)更(geng)小(xiao)的(de)電(dian)源(yuan)對(dui)目(mu)前(qian)中(zhong)國(guo)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)終(zhong)端(duan)產(chan)品(pin)追(zhui)求(qiu)最(zui)小(xiao)尺(chi)寸(cun)來(lai)說(shuo)是(shi)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)。要(yao)想(xiang)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)電(dian)池(chi)容(rong)量(liang)或(huo)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)，必(bi)須(xu)極(ji)其(qi)嚴(yan)格(ge)地(di)控(kong)製(zhi)充(chong)電(dian)參(can)數(shu)。
   
鑒於鋰離子可充電電池的上述優點，本文將詳細介紹如何設計高效、安全的鋰離子可充電電池管理電路。

移動通信終端產品鋰離子電源管理的原理及設計
   
鋰li離li子zi電dian源yuan管guan理li的de設she計ji主zhu要yao是shi針zhen對dui鋰li離li子zi電dian池chi的de特te性xing來lai進jin行xing的de。鋰li離li子zi電dian池chi的de安an全quan性xing能neng及ji供gong電dian性xing能neng主zhu要yao體ti現xian在zai其qi充chong放fang電dian參can數shu的de控kong製zhi上shang。圖tu1為鋰電池電源管理原理圖。該圖由控製芯片和外圍電路組成。接下來，我們就圖1從鋰電池放電、充電兩個方麵來探討如何實現鋰電池的管理。

圖題：鋰離子電池電源管理電路

放電工作原理
   
電(dian)池(chi)過(guo)放(fang)可(ke)能(neng)會(hui)給(gei)電(dian)池(chi)帶(dai)來(lai)災(zai)難(nan)性(xing)的(de)後(hou)果(guo)
，特(te)別(bie)是(shi)大(da)電(dian)流(liu)過(guo)放(fang)或(huo)反(fan)複(fu)過(guo)放(fang)
，對(dui)電(dian)池(chi)的(de)影(ying)響(xiang)更(geng)大(da)。一(yi)般(ban)而(er)言(yan)，過(guo)放(fang)電(dian)會(hui)使(shi)電(dian)池(chi)內(nei)壓(ya)升(sheng)高(gao)，正(zheng)負(fu)極(ji)活(huo)性(xing)物(wu)質(zhi)的(de)可(ke)逆(ni)性(xing)受(shou)到(dao)破(po)壞(huai)，即(ji)使(shi)充(chong)電(dian)也(ye)隻(zhi)能(neng)部(bu)分(fen)恢(hui)複(fu)
，容(rong)量(liang)會(hui)有(you)明(ming)顯(xian)衰(shuai)減(jian)。鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)電(dian)路(lu)的(de)功(gong)能(neng)之(zhi)一(yi)就(jiu)是(shi)為(wei)了(le)保(bao)護(hu)鋰(li)電(dian)池(chi)不(bu)至(zhi)於(yu)過(guo)放(fang)。
   
鋰電池的正常工作電壓為2.575～4.2V。當電池電壓在此範圍內
，管理電路將MOSFET管S4打開
，在電池(CELL)電壓與BATT＋之(zhi)間(jian)建(jian)立(li)低(di)阻(zu)通(tong)道(dao)
，有(you)利(li)於(yu)電(dian)流(liu)從(cong)電(dian)池(chi)流(liu)向(xiang)手(shou)機(ji)負(fu)載(zai)。在(zai)此(ci)情(qing)況(kuang)下(xia)
，過(guo)放(fang)就(jiu)體(ti)現(xian)為(wei)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)過(guo)大(da)。在(zai)整(zheng)個(ge)輸(shu)出(chu)過(guo)程(cheng)中(zhong)，電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)電(dian)路(lu)不(bu)斷(duan)地(di)檢(jian)測(ce)從(cong)電(dian)池(chi)輸(shu)出(chu)到(dao)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)流(liu)。當(dang)電(dian)池(chi)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)超(chao)過(guo)通(tong)常(chang)的(de)保(bao)護(hu)值(zhi)3.5A的時候，手機短路保護電路開始工作，關閉S4，切斷電池與BATT＋的連接。
   
當電池持續放電到電池電壓低於文獻[1]規定的放電終止電壓2.375V以下時，則屬於電壓過放。此時，圖1中的手機低電壓及短路保護電路開始工作，同電流過放一樣，關閉S4
，切斷電池與BATT＋的連接達到保護鋰電池的目的。

充電工作原理
   
chongdianguanlidianluzaiduilidianchijinxingchongdianshi，gengshiyigefuzadeguocheng
，jiyaobaozhenglidianchinenggouchongman，youyaobaozhenglidianchidexingneng，zuizhongyaodeshiyaobaozhenglidianchibunengguochong。ruguolidianchizaichongdianguochengzhongchongdiandianliuguoda
，huochongdianshijianguochang，chanshengdeyangqilaibujibeixiaohao
，jiukenengzaochengneiyashenggao
，dianchibianxing
，louyedengbuliangxianxiang。tongshi，qidianxingnengyehuixianzhujiangdi。
   
整個充電電路應該具有以下幾種充電模式：
——低電壓預充電模式
；
——全速充電模式；
——涓流充電模式；
——頂端截止、脈衝充電模式
；
——充電截止模式。

低電壓預充電模式
   
當電池電壓低於3.0V時shi，電dian源yuan管guan理li電dian路lu進jin入ru低di電dian壓ya預yu充chong電dian模mo式shi。當dang電dian池chi極ji度du過guo放fang時shi，為wei了le防fang止zhi過guo量liang的de充chong電dian電dian流liu對dui電dian池chi性xing能neng造zao成cheng損sun傷shang，充chong電dian電dian路lu應ying該gai采cai取qu漸jian進jin的de充chong電dian方fang式shi。
   
對於一塊極度過放的，電壓已低於0.7V的鋰電池，電源管理電路將提供預充電涓流給電池。此時S1關閉，充電器通過R1提供電流給管腳Vdect，充電器提供電流的大小完全由R1決定，整個充電器幾乎工作在無負載情況下。這種充電模式甚至可以對電壓已經為0V的電池進行充電；當電池電壓高於0.7V低於1.98V時
，外部S1及S2工作，電源管理電路可以以更高的電流對電池進行充電。但是，此時三極管S1的功耗檢測電路還沒有工作，必須限製其功耗低於800mW，以免燒毀S1；當電池電壓高於1.98V低於3.0V時，整個電源管理電路都正常工作
，此時S1的控製電路使S1以較高的電流，但遠低於全速充電電流對電池進行充電，該電流一般超過100mA。

全速充電模式
   
當電池電壓高於3.0V時，預充電模式結束
，進入全速充電模式。此時
，電源管理電路將S1及S2打開，並使S1工作在飽和模式
，充電器提供全速充電電流給電池充電。但是，電源管理電路將限製最大充電電流小於1.5A。
   
這zhe種zhong充chong電dian模mo式shi對dui充chong電dian器qi也ye有you一yi定ding的de要yao求qiu
，要yao求qiu其qi實shi現xian限xian流liu輸shu出chu。這zhe樣yang做zuo的de目mu的de是shi便bian於yu移yi動dong通tong信xin終zhong端duan廠chang商shang，在zai產chan品pin設she計ji時shi可ke以yi根gen據ju產chan品pin的de定ding義yi，選xuan擇ze不bu同tong的de充chong電dian電dian流liu，實shi現xian對dui具ju體ti鋰li電dian池chi快kuai速su有you效xiao的de充chong電dian。在zai典dian型xing應ying用yong中zhong
，一yi般ban要yao求qiu充chong電dian器qi提ti供gong的de輸shu出chu電dian流liu限xian製zhi在zai1A以內
，具體的電流可以根據所用鋰電池廠商推薦使用的充電電流
，以便電池能夠具有一個較高的循環壽命。

涓流充電模式
   
該充電模式其實也是一種恒壓充電模式
，當電池表麵達到控製電路設定的終止充電電壓Vtermshi，jijinrugaizhongchongdianmoshi。youyuzaiquansuchongdianmoshixia，dianliubijiaoda，dianchibiaomiandianyayushijidianchixindedianyayoubijiaodadeluocha，juanliuchongdianmoshijiushiyonglaijianxiaoshenzhixiaochugailuocha。cishi
，dianyuanguanlidianlutongguokongzhiS1的開閉情況
，將提供給電池的最大電流限製在100多mA。由於電池被充得越來越足，因此，涓流就越來越小

，直到截止。

頂端截止脈衝充電模式
   
當電源管理電路處於涓流充電模式時，它會周期性地跳轉到全速充電模式

，形成脈衝電流對電池進行充電。大電流脈衝寬度一般<100μs，這樣有利於電池更快被充滿。

充電截止模式
   
電源管理電路會有一個控製引腳
，由手機的CPU決定什麼時候停止充電。進入這種模式，一般會有這樣幾種情況：手機檢測到充電電路包括鋰電池溫度過高；不是原裝的鋰電池；已經進入涓流充電

，不需要充電時間過長

；充電器設計不合理等等。