介绍锂离子电池充电IC的选择方法

了解锂离子电池充电IC选项

随着手持交易的不断发展，对电池充电器的需求也在不断新增。要为这项任务选择合适的集成电路(IC)，我们要权衡几个因素。在规划之初，要考虑解决方法规格、USB规格、充电率、成本等因素。在这篇文章中，我们将介绍不同的充电拓扑，并讨论电池充电器IC的一些特性。此外，我们将探索一个应用和现有的解决方法。

锂离子电池充电循环

锂离子电池要专门的充电周期，以实现安全充电和最大限度地延长电池寿命。电池充电有两个阶段:稳定电流(CC)和稳定电压(CV)。当电池低于完全充电的电压时，电流通过一个调节器进入电池。在CC方法下，电流通过稳压达到两个值之一。假设一个非常低的电池电压，充电电流下降到预充电水平，以适应电池和防止电池损坏。这个阈值随着电池的化学性质而变化，一般取决于电池制造商。一旦电池电压超过预充电阈值，充电就上升到快速充电电流水平。一般电池推荐的最大快速充电电流为1C(C=1小时耗尽电池所需的电流)，但该电流也取决于电池制造商。典型的充电电流为~0.8c，以最大限度地延长电池寿命。当电池充电时，电压升高。当电池电压升至稳压(一般为4.2v)后，充电电流逐渐减小，电池电压趋于稳定，防止过度充电。这样，当电池充电时，电流逐渐减小，电池阻抗减小。假设电流下降到预定的水平(通常为快速充电电流的10%)，充电就终止了。我们一般不浮电池充电，因为这样会缩短电池寿命。图1图示了典型的充电周期。

将适配器电压转换为电池电压并控制不同的充电阶段有两种拓扑结构:线性调节器和感应开关。这两种拓扑在体积、功率、解决方法成本和电磁干扰(EMI)辐射方面各有优缺点。让我们来看看这两种拓扑的各种优点和优缺点。

一般情况下，电感开关是功率最高的最佳选择。使用电阻等检测元件检测输出端的充电电流。当充电器采用CC方式时，电流回显电路控制占空比。CV法下的占空比由电池电压检测回波电路控制。根据特性集，可能会出现其他一些控制循环。稍后我们将详细地回顾这些循环。感应开关电路要开关元件、整流器、电感器和输入输出电容器。关于许多应用，解决方法的规格可以通过选择一个将开关组件和整流器合并到集成电路中的设备来缩小。根据负载，这些电路的典型功率是80%到96%。开关转换器通常要更多的空间和更昂贵的，因为他们的电感规格。开关变换器还会引起电感的电磁辐射和开关输出端的噪声。

线性充电器通过降旁路元件的输入电压，直流电压降。这样做的好处是，解决方法只要三个组件:一个旁路组件和一个输入/输出电容。与电感开关相比，线性电压降调节器(LDO)通常是一种低成本、低噪声的解决方法。电流通过调整器旁通组件的电阻进入电池，然后控制充电电流。电流响应一般来自充电器IC的输入。测试电池电压以供应CV响应。改变旁路元件的电阻，以保持进入集成电路输入的稳定电流或稳定电池电压。设备的输入电流等于负载电流。这意味着解的功率等于输出电压与输入电压之比。LDO解决方法的缺点是在高I/o电压比下功率低。所有的电力都被旁路组件消耗掉了，这意味着关于那些高充电电流、输入输出差异大的应用来说，LDO并不是一个理想的选择。