锂离子电池通话的多周期支持，以最大限度地提高正常运行时间

用于便携式装置的充电系统不总是给出设计一个高优先级的，但它可以在系统的电池寿命的一个主要作用，并适当优化，可以允许使用比否则将需要较小的电池组。不仅是需要紧凑的电池管理控制器，但情报也需要在战术部署以使电力系统被正确优化。本文将着眼于锂离子化学的需要充什么技术可以用来最大限度地提高能源输送与储存和总结可用于该目的的关键解决方案方面。

锂离子(Li-ion)电池的化学极大地提高了便携设备的功率密度相比老技术，如镍镉，有了它，这些系统的一次充电运行时间。锂离子电池有镍镉和镍金属氢化物化学品，这也有助于货架寿命，使设备运充电，使得客户不必使用它们之前，将他们的采购量的一半，自放电率。

锂离子电池的缺点相比，早期的化学物质是充电比旧技术要复​​杂得多。然而，细心的管理可以用来最大限度地提高锂离子电池的电力输送，不仅为用户提供更好的体验，同时也让设计被缩小到使用更小的电池。由于电池是尺寸和重量身打扮的，这里所做的任何节省可以通过一个充电电路的取代作出另一个可以是戏剧性的显著比例。

用锂离子电池的关键问题是，他们对过充非常敏感，因为过高的电压将推出缩短电池的寿命用料讲究的。他们还提出了一个危险的安全，如果收取超出4.2V，每个单元的电压。

成本较低的充电电路，避免因不摘心电池达到其现实限制过度充电的问题。它们采用一个所谓的“充电并运行”的策略，其具有显示要快的优点。这种策略利用了锂离子充电曲线的特性，其可以被分为4个主要阶段。第一阶段使用的恒定电流供给电池。当电池充电时，其电压增加或多或少线性。该电压变平的峰值，此时充电器能站附近。然而，将仅约为百分之八十五此时充电​​，从而导致更低的使用时间比在理论上是可能的。

此外，为安全起见，将截止电压通常设定比最大电压，这进一步减少了在施加到电池的最大充电显著低。 3.8 V A截止而不是典型的最大为4.2V导致电池容量的仅60%的可用。在饱和或恒压阶段进行充电的剩余部分。虽然快速充电器可减少需要得到的饱和期通过增加充电电流的时候，这有延长的饱和阶段，这需要仔细和精确管理，以避免过载的作用。

充电阶段的锂离子电池图片

图1：充电阶段的锂离子电池，包括高温条件下的热调节阶段。

因此很难检测何时电池完全充电，所以时间或电流水平被用作代理，以指示如何接近全电池成了。一般情况下，饱和充电大约需要两个小时，提供一套合理的时间。在饱和充电时，电流呈指数下降。当该电流达到在第一阶段中使用的水平的约百分之三，电池通常被认为是完全充电并且过程可以停止。饱和充电期间使用的电压需要在一个%或更高，以被调节到。执行饱和充电电路可同时使用电流感应和定时器管理过程，以确保如果传感器发生故障时，电源会在一段时间后切断，防止金属锂积聚，可能会导致火灾。

温度也对控制充电的一部分。在第一阶段期间，内部电阻相对较低，并且该电池不发热显著。一旦进入饱和阶段，电池可变得温暖。所以，温度传感器可以是重要的，以确保电池不会过热和形成危险，安全性。电池制造商将指定安全温度范围为他们的产品，常常提供电池组可以与充电器电路中的ADC或比较器电路被用于内的热敏电阻。

对于深度放电的电池，有需要之前第一阶段充电过程。这使用涓流充电恢复电荷的耗尽的电池 - 检测到，因为它们的电压将低于3 V一旦足够的电荷已经通过涓流过程中所提供的电压将上升到3 V和正常的第一阶段充电过程以上可以接管。

包装在一个小巧的DFN封装，LTC4065充电器IC来自凌力尔特公司提供的反馈回路如何被组织，支持多种充电所需的锂离子电池模式的一个例子。设备支持恒定电流和恒定电压充电方式，以及一个用于恒温能够以有效的充电接近电池的热限制。为了支持高温充电，LTC4065具有热限制电路。这使充电电流来根据典型，而不是最坏情况进行设置，环境温度为给定的应用，它保证在会自动减小充电电流在最坏情况的条件。

在LTC4065，三放大器反馈环路控制所述恒流，恒压，和恒温模式。第四放大器反馈回路用于增加一个电流源对的输出阻抗，以确保1的漏极电流正好比第二的漏极电流越大一千倍。单独的反馈环路，用于恒定电流和恒定电压操作力的充电器插入这些模式基于哪个正在试图减小充电电流的大部分。其他放大器的输出饱和低，从而有效地从系统中删除它的循环。当在恒定电流模式时，它驱动的充​​电电流编程(PROG)引脚上的电压输出为精确1五，PROG引脚方案目前通过使用一个百分比的公差电阻(RPROG)的。恒压环路驱动其反相输入端与内部参考电压时恒压模式是有利的。内部电阻分压器保证了电池电压保持在4.2伏。PROG引脚电压也给出了充电电流的过程中恒定电压模式的指示。

在典型的操作中，充电循环开始在恒流模式 - 电流提供给电池等于1000的V / RPROG。如果LTC4065导致结温度接近115℃下的功耗，上述温度限制放大器将开始减小充电电流以限制模具温度保持在大约115℃。一旦出温度限制模式时，LTC4065或者返回到恒流模式或进入从恒温模式恒压模式。不管模式时，PROG引脚上的电压正比于提供给电池的电流。

内部定时器电路和涓流充电管理完成所需要的有效的锂离子电池管理功能。该器件提供±0.6%的浮动电压准确度，只需要两个外部元件。当输入电源被拿掉时，LTC4065自动进入一个低电流状态，将电池漏电流低于1μA。随着电力应用中，LTC4065可投入停机模式，从而将电源电流低于20μA。

凌力尔特的LTC4065流程图的图片

图2：充电的LTC4065进行状态和决策流程。

类似于LTC4065，美信集成的MAX1551还体育片上热限制，允许最佳充电而不热极限用最坏情况下的电池和输入电压强加的。当热值达到极限值时，MAX1551和MAX1555没有完全停止充电，但是，相反，逐步减少充电电流，有助于保持功能，在系统冷却下来。

包装采用SOT23，类似MAX1551和MAX1555，该MCP73811得到Microchip技术开发提供恒压和恒流充电，后者仅通过一个外部电阻编程，再加上内置的温度传感器来控制温度 - 有限的充电。

该bq2409x系列德州仪器的设备是高度集成的面向空间受限的便携式应用线性充电器设备。专为带有USB端口的电源或交流适配器可不受监管的集成电路运动的高输入电压范围，输入过压保护使用。该bq2904x进行调节，恒流和恒压充电。在所有充电阶段，内部控制环路监视集成电路的结温，并降低充电电流，如果内部温度超过阈值时。

虽然锂离子电池要求的充电技术，以充分利用其高容量的组合，直接的IC支持，可以更轻松地构建便携式和可穿戴式系统，可以确保进行完全充电可提供最大正常运行时间，并用它，允许电池尺寸减小重量和寿命之间的最佳折衷。