設備的動力來源--鋰離子充電器

　　在本文的第一部分，我們討論了電池類型和它們之間的差別以及如何根據特定應用選擇電池技術。在這一部分，我們將舉例說明如何使用鋰離子技術實現電池充電器。

　　鋰離子電池充電器采用恒流(CC)-恒壓(CV)充電曲線。充電過程分為幾個階段，在確保電池容量充滿的同時要符合特定的安全規則。恒流-恒壓曲線分為以下幾個階段 -

　　1. 預充電
　　2. 激活
　　3. 恒流
　　4. 恒壓

　　充電開始為預充電階段，以檢查電池狀況是否良好。在此階段中，通常給電池提供電池容量5%到15%的少量電流。如果電池電壓上升到2.8V以上，則表明電池狀況良好，可以進入到“激活”階段，在此階段中，給電池提供相同的電流，但會持續更長的時間。當電池電壓上升到3V以上，則啟動快充，并提供等于或低于電池容量的恒定電流。當電池電壓上升到完全充電電壓(4.2V)時或出現超時情況(不管哪一種情況先出現)，恒流階段結束。電池電壓達到完全充電電壓時，充電進入到恒壓階段，且電池電壓保持恒定。要做到這一點，充電電流必須隨時間降低。這一階段的充電過程相比于其它充電階段而言所需的時間最長。在這個過程中，如果充電電流下降到“結束電流”限度以下(通常為電池容量的2%)，則電池充滿，充電過程結束。請注意，充電過程的每個階段都有一個時間限制。這是一個重要的安全特性。　　

　　結束
　　恒壓階段
　　恒流階段
　　激活階段
　　預充電階段
　　電池電壓
　　充電電流
　　開始
　　激活
　　快速
　　恒定
　　結束
　　最大
　　充滿電壓
　　上升
　　再次充電

　　圖1：鋰離子電池的充電曲線

　　為了實現這一充電曲線，必須隨時了解電池電壓和充電電流。此外，還必須控制電池溫度,因為在充電過程中，電池往往會變熱。如果溫度超過電池規定限額，就可能會損壞電池。

　　為電池充電時，用戶有兩種選擇：使用專用電池充電器IC或較通用的微控制器。第一種方案能快速解決問題，但其可配置性和用戶接口選項(如LED指示燈)有限。相反，采用微控制器，設計時間會稍長一些，但可提供多種配置選項，并且還能集成其它功能，如電池充電狀態(SOC)計算以及通過通信接口向系統的主機處理器發送信息等。另外，微控制器未配備充電器所需的電源電路，因此需要連接外接雙極結型晶體管(BJT)或金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)。但與微控制器或專用充電器IC相比，這些電源組件成本較低。

　　充電器架構

　　從充電曲線中可以看出，單節鋰離子電池充電器需要可控的電流源,電流源輸出應當根據電池狀態而改變。考慮到上述要求，基于微控制器的實現方案需要以下功能模塊：

　　1. 電流控制電路
　　2. 電池參數(電壓、電流、溫度)測量電路
　　3. 充電算法(用于實現CC-CV充電曲線)