鋰離子電池電路負載共享設計總結，電路案例+優缺點
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一、鋰電池設計-不應該做什么？
在設計第一個鋰離子電池充電器時，你的第一直覺設計可能是下面這個圖，簡單明了，但是將負載與電池并聯會有很多潛在的問題和危險。
鋰離子電池設計圖
很多鋰離子電池充電器Datasheet實際上建議下面這種方案。BQ2410C充電芯片的Datasheet顯示了與電池并聯的負載。
【BQ24103ARHLR PDF數據手冊】_中文資料_引腳圖及功能_(德州儀器 TI)-采芯網
與電池并聯的負載
這個設置在某些情況是適用的，但是對大部分設計都不是一個好的方法。
原因很簡單。如果充電器的輸出直接連接到電池和系統負載的其余部分，那么就沒有辦法檢測到進入電池的電流。如果系統吸收足夠大的負載開始降低電壓軌本身，問題就會變嚴重。
主要問題在于計費算法的最后部分，IC檢測充電電流什么時候停止充電，如果系統正在消耗電流，充電器可能永遠不會關閉，從而損壞電池。
下面將討論3個鋰離子電池充電器電路，設計會更復雜，但是會更安全和有效。
二、充電時禁止用系統負載
最簡單的鋰離子電池充電器電路就是在充電時簡單地禁用系統輸出，在日常生活中的很多產品都比較常見，尤其是在使用過程中消耗大量電流的產品，例如：便攜式真空吸塵器。
最簡單的方法就是簡單地使用一個與電池串聯的MOS管為系統負載供電，輸入電源控制MOS管的柵極，當你插入電源時，MOS管關閉，斷開系統負載。
標準“并行”充電方案的簡單改進
由于系統負載只有在不充電時才有電，因此系統設計的其余部分會變得相對簡單，你可以根據當前使用的電源來處理不同的情況。
優點：
主要組件，快速為電池充電，充電器只為電池充電。
只需要在電池負載條件下注意電路
缺點：
充電時不允許使用系統
三、讓負載在充電時接受輸入電源
這種鋰離子電池充電器與前面的很相似，但是有2個地方不同。
不僅使用MOS管，還通過二極管將輸入電源傳遞到負載。通過將FET柵極串聯連接到輸入電源和二極管（通常時肖特基二極管），系統負載在充電時從輸入電源獲取電力，需要二極管來防止電池反饋到輸入源，你也可以使用MOS理想二極管替換該二極管來降低壓降。
添加了一個與另一個附加的P MOS管，這可以防止輸入電源通過體二極管直接為電池充電。
鋰電池設計
通過添加一個與輸入電源串聯的肖特基二極管，你可以讓系統負載在充電時有電。使用這個方法最重要的是要了解電源的局限性。
例如：
一個標注的5V USB是主要輸入，可以提供~500mA。
有一塊1000mAH 鋰離子電池，最大充電率為 0.5C（500mA），最大放電率為 1C（1A）。
充電IC以最大300mA的電池充電（主要發生在充電周期的恒流部分）
根據狀態，負載可以使用 50mA 到 500mA 之間的任何地方。
不插電時，負載完全由電池供電，沒有任何限制，能夠完全吸收500mA。插入電路板進行充電，在恒流模式下，USB電源提供大約300mA的電流。意味著系統的其余部分只有200mA可用。設計正確的下游系統設計對于防止電源損壞非常重要。
這個方案通常會要求你將VUSB饋送到系統微控制器中，這樣的話，你可以計算充電時間，確保不會發生過載情況。
優點：
相比之前的方法沒有復雜多少，仍然只需要幾個部分
允許系統在充電時使用
缺點：
負載有可能使輸入充電電源過載，從而造成損壞。
系統必須要知道何時充電，但這樣會讓設計變得更為復雜
要求系統考慮輸入電源和電池之間的電壓差異
四、使用電源路徑進行負載共享
這是目前方法里面比較好的，吸收了現有方法的優點，去除了主要的缺點。
BQ2403X是具有電源路徑的充電IC示例
在電池和系統負載之間采用了MOS管開關，不是在充電時簡單地切斷電源而是使用DPPM（動態電源路徑管理）
也就是說，充電時，IC將從墻上電源為系統負載供電，就像示例2中的一樣，如果系統負載消耗的電量超過墻上電源的供電能力，就會切換允許電池組供電上差異，因此，無論充電與否，電源路徑都可以提供相同的電源。
這樣的話簡化了系統設計，可以不用擔心電池和充電源之間的電流限制，只要電池能夠提供那么大的電流，IC就會處理。
同時還有許多簡潔的功能，比如在充電時立即為系統負載供電，即使電池甚至放電也是這樣。
但是需要注意一件事情，大多數都在硅膠中內置了MOS管，你必須要確保IC的電流限制對你的設計來說是比較高的，有些使用外部MOS管。這可以允許選擇高功率MOS管。
優點：
允許系統在充電時優點
消除輸入充電電源的電源限制
不用擔心電源，IC完全可以處理
缺點
價格更好
零件要求需要比較小
在設計鋰離子電池的電路時，需要考慮很很多事情，通常電如何與充電器負載會被忽視。
這里討論用于負載共享的各種鋰離子電池充電器電路。在許多設計中，無需再充電時使用設備，對于這種情況，在充電時禁用系統負載是一種成本低且簡單的解決方案。
如果系統負載始終需要電源，則電源必須來自充電器或者電池，根據電源要求，必須使用直接從充電器供電或者使用智能電源路徑IC的電源。
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