大容量鋰電池的充電

新型便攜式電子設(shè)計(jì)正在不斷提升系統(tǒng)性能，設(shè)計(jì)人員添加新的特性，系統(tǒng)的功率要求也隨著其性能提高而增長(zhǎng)。這種趨勢(shì)也導(dǎo)致對(duì)容量極大的鋰離子電池組進(jìn)行開發(fā)，因?yàn)樗鼈兡芴峁┏浞值南到y(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。對(duì)于大多數(shù)便攜式消費(fèi)類產(chǎn)品而言，鋰離子電池已經(jīng)成為首選電源。它們與其他類型的電池相比有很多優(yōu)越性，如能量密度更高和電池電壓更高。但是，隨著電池可用容量增大以滿足當(dāng)今不斷增長(zhǎng)的功率要求，用戶對(duì)于縮短電池充電時(shí)間及縮小電池體積的要求隨之增加。實(shí)現(xiàn)這些要求成為設(shè)計(jì)人員面臨的重大挑戰(zhàn)。
鋰離子或鋰聚合物電池組的最佳充電速率為1C，這意味著一個(gè)1000 mAh的電池組要以1A的電流進(jìn)行快速充電，以這種速率充電可以實(shí)現(xiàn)最短的充電時(shí)間，而且不會(huì)降低電池組的性能及縮短使用壽命。對(duì)于容量不斷增加的電池組，欲達(dá)到這種滿意的充電速率，提高充電電流值是不可避免的。這就導(dǎo)致設(shè)計(jì)上的一些重大難題，其中最重要的是在充電管理控制器IC內(nèi)以及在系統(tǒng)板上產(chǎn)生的熱量問題。為了解決這些問題，必須進(jìn)行周密細(xì)致的散熱設(shè)計(jì)。下面的分析將表明，在充電管理IC上由集成通路晶體管耗散掉大部分熱量，它在很多情況下都是設(shè)計(jì)性能和運(yùn)行范圍的一個(gè)限定因素。
一節(jié)和兩節(jié)鋰電池應(yīng)用中最常用的充電器類型是線性電池充電器，其功耗可以由下式算出：
PD=（VDD－VBATTERY）