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充電器IC設計系統級考量
 

【作者: Bruno Kranzen】   2003年08月05日 星期二

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儘管大家都享受到了無線通信的樂趣,但是充電使得這種樂趣打了折扣,並且給人無法擺脫連線的感覺並也被認為是一件麻煩事,因此行動電話設計者通過使得充電便捷或盡可能以高效率來應對。IC廠商有責任提供優質而有競爭力的充電器IC,並在最節省成本的前提下,將所有系統需求因素考慮在內。


充電器如何運作?

由於在更高能量密度(典型值為150 Wh/kg)方面的好處遠遠超過其與鎳金屬氫化物電池相比的價格劣勢,因此鋰離子電池是目前最廣泛使用的行動電話電池解決方案。根據電池電壓的不同,鋰離子充電調節器依電池電壓可分為兩種充電方式。首先是定電流(CC)充電。通常,鋰離子電池從3.6V開始充電直到達到其截止電壓,根據化學原理及製造商的不同,該截止電壓的典型值?4.15V。當電壓在3V以下時,電池就被認?是深度放電,此時必須使用一個50mA(典型值)的定電流電源對其進行預充電,直到電池電壓達到3V。當電壓低於3V時,基於安全的考慮禁止使用超過50mA的電流對低於3V的鋰離子電池充電。在完成預充電周期後,充電器切換到高速充電檔,並使用額定電流對鋰離子電池進行充電,該額定電流可以高達1A。在平均約20分鐘的快速充電之後,電池達到其4.15V(典型值)的「截止電壓」,此後充電調節器轉為第二種充電方式:定電壓(CV)充電。在CV充電期間,充電電流通常從1A降到50mA的預定水準,同時在電池上維持4.15V的定電壓,如(圖一)所示。一些充電器提供在4小時定電壓充電之後的暫停,以避免對有缺陷的電池進行無休止的充電。當在CV模式下無休止地充電時,鋰離子電池也會更快地老化。
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