锂电池充放电的电路设计讲解

现在市面上的充电办理IC，都是依照充电电池的充电特性来规划的。充电电池根据充电介质不同，分为镍氢电池，锂电池等。因为锂电池没有记忆效应，所以现在在各种手持设备和便携式的电子产品中，都选用锂电池供电。因为锂电池的充电特性。充电进程一般分为三个进程：

1、涓流充电阶段（在电池过渡放电，电压偏低的状况下）锂电池一般在过渡放电之后，电压会下降到3.0V以下。锂电池内部的介质会发生一些物理变化，致使充电特性变坏，容量降低等。在这个阶段，只能经过涓涓细流缓慢的对锂电池充电，是锂电池内部的电介质渐渐的康复到正常状况。

2、恒流充电阶段（电池从过放状况康复到了正常状况）在经过了涓流充电阶段后，电池内部的电介质能够承受较大的充电电流，所以这个时分外部能够经过大一点的电流对锂电池充电，以此缩短充电时间。这个阶段的充电电流一般靠充电办理IC外部的一个引脚外接一个电阻来决议。阻值大小则根据充电办理IC的datasheet上的公式来核算。

3、恒压充电阶段（已经充溢85%以上，在渐渐的进行弥补）在锂电池的电容量到达了85％时分（约值），有必要再次进入慢充阶段。使电压渐渐上升。最终到达锂电池的最高电压4.2V。

一般来说，锂电池都有一个BAT的引脚输出，这个BAT是衔接到锂电池端的。一起这个引脚也是锂电池电压检测引脚。锂电池充电办理IC经过检测这个引脚来判别电池的各个状况。在实际的便携式产品电路规划中，因为要求电池充电进程中，产品也要能够正常适用。所以规划中选用以下电路方法实现才是正确的方法：

图一A210电源供电图

外部电压5V经过D2送到开关SW2，一起经过充电办理ICMCP73831来送到锂电池。SW2的左面点电压为5V－0.7V=4.3V。因为锂电池的电压不管在充溢电或许非充溢状况的时分，都低于SW2左面点电压4.3V。所以D1是截止的。充电办理IC正常对锂电池充电。

假如不加二极管D2和D1，后级LDORT9193直接接在BAT引脚输出上，则会是充电IC在通电的时分，会发生误判。会出现接上5V的外接电源，可是锂电池不会进行充电，充电办理IC的LED灯指示也不对。后级负载LDO也不会得到正常的输入电压（输入电压很小）。在这种情况下，只要将充电办理IC的电压输入脚直接对BAT引脚短路衔接一下，所有状况又正常，充电能进行，后级负载LDO作业也正常。

这是因为充电办理IC在接上电的瞬间，要检测BAT的状况，将LDO的输入引脚也衔接到了BAT和锂电池正极衔接的支路中，会影响到BAT引脚的作业状况，致使充电办理IC进入了涓流充电阶段。将BAT引脚和充电办理IC的电压输入短路衔接一下，使BAT引脚的电压强制性的升高，使充电办理IC判别为锂电池进入了恒流充电阶段，所以输出大电流。能够驱动后级负载LDO等。

另外：为了进步电源的利用功率，D1和D2要选用压降小的二极管。如锗二极管，肖特基二极管，MOSFET开关管。在需要电池切换的规划中，具有10mV正向压降、没有反向漏电流的二极管是规划人员的一个“奢求”。但到现在为止，肖特基二极管仍是最好的挑选，它的正向压降介于300mV到500mV之间。但对某些电池切换电路，即便挑选肖特基二极管也不能满意规划要求。对于一个高效电压转换器来说，节省下来的那部分能量或许会被二极管的正向压降彻底浪费掉。为了在低电压体系中有用保存电池能量，应该挑选功率MOSFET开关代替二极管。选用SOT封装、导通电阻只有几十毫欧的MOSFET，在便携产品的电流级别下能够疏忽其导通压降。

决议一个体系是否必需运用MOSFET来切换电源，最好对二极管导通压降、MOSFET导通压降和电池电压进行比较，把压降与电池电压的比值看作功率丢失。例如，把一个正向压降为350mV的肖特基二极管用来切换Li+电池（标称值3.6V），丢失则为9.7%，如果用来切换两节AA电池（标称值2.7V），丢失为13%。在低成本规划中，这些丢失或许还能够承受。可是，当运用了高功率的DC-DC时，就要权衡DC-DC的成本和把二极管升级为MOSFET带来的功率改善的成本。

选不选用肖特基二极管和MOSFET，还要考虑到产品上所用电池的放电特性。锂电池的放电特性如下图：

从上图能够看出，锂电池在常温状况下，耗费了90%的电量的时分，电压仍是会保持在3.5V左右，挑选一个好点的LDO器件。那么在3.5V的时分，输出电压仍是会稳定在3.3V.

从实际测试LDORT9193来看，负载电阻在50欧姆，负载电流60mA的时分，输入电压和输出电压关系如下表所示：

能够看出，即便是锂电池耗费了90%的电量的时分，LDO的输出端依然能够稳定输出3.3V.从图一A210的供电电路分析，加上硅二极管D1以后，LDO输入电压=3.5---0.7V=2.8V.这样只要模块烧录能够在2.4V左右作业的程序，硅二极管也能够在此电路中运用了。

不过，从电路功能上来考虑，运用锗二极管或许肖特基二极管是最好的挑选。

具体选用什么电路规划，还需要根据自己的产品其他电路作业电压范围和特性，成本等几方面考虑了.