笔记本电脑锂电池充电控制 DC/DC转换器技术

　　锂离子电池充电时，须根据电池的状态选择充电方式。当电池残压低时以恒定电流高速充电；当残压高时以恒定电压安全充电，以免电池电压超过设定值。笔记本电脑使用过程中，当AC适配器插电时，系统由AC适配器供电。此时，充电控制芯片将来自AC适配器的输入电压转换后向电池充电。当AC适配器拔出时，系统由电池供电。此时，处于无外部供电状态，系统的供电来源需要自动切换。

　　图1 充电控制芯片的主要功能

　　图2 充电特性实例

　　笔记本电脑的电池驱动时间取决于充满电时的电池电压，若电池电压较高则驱动时间较长，因此尽可能以较高的电压完成充电为好。但为了安全地对锂离子电池充电，需要控制充电电压，使其不超过锂离子电池的容许电压值。设定充电电压时，既要考虑到电压精度，又要保持一定的余量，使其不超越安全的上限值。通常，充电设定电压±100mV的变动将引起电池容量±10％的变化。

　　由于Nch/Nch同步整流型的同步部分采用了FET，因此，在输出电压比输入电压低的低Duty状态下工作时，效率也较高。恒定电流充电时，大电流容易使电脑机箱发热。相反地，在输入电压与输出电压的差较小的高Duty状态下工作时，Pch/Di非同步整流与Nch/Nch同步整流效率相差不大。非同步整流方式与同步整流方式相比由于没有升压电路，也无需CB电容和升压二极管，可由简单的外置电路构成，因此元器件的布局布线较为容易。

　　富士通半导体的锂离子电池充电控制芯片电压精度可达±0.5％，在充分考虑安全余裕的基础上，以额定最大电压安全充电。此外，充电电压和充电电流的初始设置无须外接电阻，从而削减了元器件的使用数量(BOM)。通过ACOK功能，可自动监测AC适配器的插拔状态，从而自动选择笔记本电脑电池驱动或AC适配器驱动。另外，富士通为其产品阵容增添了Nch/Nch同步整流型和Pch/Di非同步整流型两种不同功能的产品供用户选择。

　　富士通微电子的MB39A132/MB39A134具有1个恒压控制环路和2个恒流控制环路，可根据电池的残压自动切换充电模式，对充电进行控制。该系列产品还具备芯片待机时可独立工作的ACOK功能，以及无需外接电阻对充电电流和电压进行设定的初始设置功能。

　　图3 MB39A132的简单框图（Nch/Nch）

　　图4 MB39A134的简单框图（Pch/Di）