鋰電池充電原理及合適充電電壓電流的選擇
MOSFET來切換電源,最好對二極管導(dǎo)通壓降、MOSFET導(dǎo)通 壓降和電池電壓進(jìn)行比較,把壓降與電池電壓的比值看作效率損失。例如,把一個正向壓降為350mV的 肖特基二極管用來切換Li+電池(標(biāo)稱值3.6V),損失則為9.7%,如果 用來切換兩節(jié)AA電池(標(biāo)稱值2.7V),損失為13%。在低成本設(shè)計(jì)中,這 些損失可能還可以接受。但是,當(dāng)使用了高效率的DC-DC時(shí),就要權(quán)衡DC-DC的成本和把二極管升級為MOSFET帶來的效率改善的成本。
MOSFET,還要考慮到產(chǎn)品上所用電池的放電特性。鋰電池的放電特性如下:
鋰電池在常溫狀態(tài)下,消耗了90%的電量的時(shí)候,電壓還是會保持 在3.5V左右,選 擇一個好點(diǎn)的LDO器件。 那么在3.5V的時(shí)候,輸出電壓還是會穩(wěn)定在3.3V.
LDO RT9193來看,負(fù)載電阻在50歐姆,負(fù) 載電流60mA的時(shí)候,輸入電壓和輸出電壓關(guān)系如下表所示:
2.8V2.65V
3.4v3.3V
4.0V3.0V
,即使是鋰電池消耗了90%的電量的時(shí)候, LDO的輸出端依然可以穩(wěn)定輸出3.3V.從圖一 A210的供電電路分析,加上硅二極管D1以 后, LDO輸入電壓=3.5---0.7V=2.8V. 這樣只要模塊燒錄可以在2.4V左 右工作的程序,硅二極管也可以在此電路中使用了。
從電路性能上來考慮, 使用鍺二極管或者肖特基二極管是最好的 選擇。
具體采用什么電路設(shè)計(jì),還需要根據(jù)自己的產(chǎn)品其他電路工作電壓范圍和特性, 成本等幾方面考慮了。
1.鋰離子電池充電要求的最適合電流是多少?
鋰離子電池充電要求首先恒流充電,即電流一定,而電池電壓隨著充電過程逐步升高,當(dāng)電池端電壓達(dá)到4.2V(4.1V),改恒流充電為恒壓充電,即電壓一定,電流根據(jù)電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續(xù)逐步減小,當(dāng)減小到0.01C時(shí),認(rèn)為充電終止。(C是以電池標(biāo)稱容量對照電流的一種表示方法,如電池是 1000mAh的容量,1C就是充電電流1000mA,注意是mA而不是Ah,0.01C就是10mA。)為什么認(rèn)為0.01C為充電結(jié)束:這是國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T18287-2000所規(guī)定的,也是討論得出的。以前大家普遍以20mA為結(jié)束,郵電部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) YD/T998-1999也是這樣規(guī)定的,即不管電池容量多大,停止電流都是20mA。國標(biāo)規(guī)定的0.01C有助于充電更飽滿,對廠家一方通過鑒定有利。另外,國標(biāo)規(guī)定了充電時(shí)間不超過8小時(shí),就是說即使還沒有達(dá)到0.01C,8小時(shí)到了,也認(rèn)為充電結(jié)束。(質(zhì)量沒問題的電池,都應(yīng)在8小時(shí)內(nèi)達(dá)到 0.01C,質(zhì)量不好的電池,等下去也無意義)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1000 mAh的電池組要以1000mA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,而且不會降低電池組的性能及縮短使用壽命。對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。
2.鋰離子電池充電要求的最適合電壓是多少?
鋰離子電池標(biāo)稱電壓3.7V(3.6V),充電截止電壓4.2V(4.1V,根據(jù)電芯的廠牌有不同的設(shè)計(jì))怎樣區(qū)別電池是4.1V還是 4.2V:消費(fèi)者是無法區(qū)分的,這要看電芯生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品規(guī)格書。有些牌子的電芯是4.1V和4.2V通用的,比如ATB(東芝),國內(nèi)廠家基本是4.2V。把 4.1V的電芯充電到4.2V會怎么樣:會使電池容量提高,感覺很好用,待機(jī)時(shí)間增加,但會減短電池的使用壽命。比如原來500次,減少到300次。同樣道理,把4.2V的電芯過充,也會減短壽命。鋰離子電芯是很嬌嫩的。既然電池內(nèi)有保護(hù)板,我們是否就可以放心了呢:不是,因?yàn)楸Wo(hù)板的截止參數(shù)是 4.35V(這還是好的,差的要4.4到4.5V),保護(hù)板是應(yīng)付萬一的,假如每次都過充,電池也會很快衰減的。
3.蘋果iPhone的電池規(guī)格是多少?
蘋果iPhone的電池規(guī)格是標(biāo)稱電壓3.7V,充電截止電壓4.2V,電池容量1400mAh, 按照我們上面的所講的,最佳充電速率1C,需要達(dá)到1400mA的電流開始充電,電壓為3.7V,在電壓達(dá)到4.2V后,開始進(jìn)行恒壓充電,直到達(dá)到 0.01C也就是14mA停止充電。
4.usb接口和充電器的電壓、電流分別是多少?
usb接口的電流是500mA,電壓是+5V,如果在充電過程中打開HWinfo,你也可以看到External Power一項(xiàng)是500mA充電器是為iPhone設(shè)計(jì)的,電壓我想大家都明白那個白色的,可以插進(jìn)電源插座的小方塊是干什么的吧,就不用我再說了吧?使用充電器充電是,打開HWinfo可以看到 External Power一項(xiàng)是1000mA綜上所述,當(dāng)你使用usb來充電的時(shí)候,電壓是+5V,而電流只有500mA,我們在參考1、2問題的答案就知道這種辦法會增加電池容量,用起來很爽,但是會減短電池使用壽命。當(dāng)使用充電器來充電時(shí),大家可能會問,你不是說最佳速率是1C嗎?那iPhone應(yīng)該是1400mA 的充電電流才對啊,沒錯,可是國家還有一個規(guī)定,國標(biāo)規(guī)定的低倍率充電是0.2C(仲裁充電制式),還以iPhone的1400mAh 容量的電池為例,就是280mA,理論上越小對電池越有好處。但你總不能為了一塊電池充電等3天吧。(容量mAh=電流mA×?xí)r間h)所以蘋果選擇了 0.7C,大部分的電池在0.5C--0.8C之間5你們可以選擇了!很明顯有人使用usb充電,感覺時(shí)間較長,但是那是以犧牲電池壽命作為代價(jià)的。
所以。使用哪一種方法你們自己選擇吧!
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