简化
Li+电池充电器
测试
锂离子(Li+)电池比其它化学类型的电池更脆弱,对于违规操作具有非常小的容限。因此,
锂电池充电电路比较复杂,要求高精度电流、电压设置。如果无法满足这些精度要求,充电
器可能无法将电池完全充满,进而降低电池寿命,或影响电池性能。
鉴于对
Li+电池充电器的这些要求,对充电器设计进行完全测试并在整个工作范围内
进行分段测试非常重要。然而,采用常规负载
(即 Li+电池)测试 Li+电池充电器将非常耗时,
而且在实验室和生产环境中也难于实现。为了简化测试过程,本文给出了一个电池仿真电路,
可加快测试速度,在不带实际电池的情况下实现对锂离子电池充电器的测试。
CC-CV 充电
锂离子电池充电过程的第一阶段需要中等精度的恒流
(CC)充电,然后在第二阶段过渡
到高精度恒压
(CV)充电。
图
1 为用于锂离子电池充电器的 CC-CV 集成电路(MAX1737)的 V-I 特性曲线。这种类型
的
IC 是消费类产品中所有锂离子电池充电器的核心。图中可清楚
看出
CC (2.6V 至 4.2V 电池电压)和 CV (4.2V)区域。
图
1.
MAX1737 的
V-I 曲线是
Li+电池充电
器的标准特性
曲线
电池低于
2.6V 时,需
要采用不同的
充电技术。如
果试图对放电
至
2.6V 以下
的电池充电,
充电器须提供
一个较低的充
电电流
(“调理
电流
”),将电
池电压充至
2.6V。这是锂离子电池过放电时所必须采取的安全机制。VBATT< 2.6V 时强行进
行快速充电,会使电池进入不可恢复的短路状态。
CC 向 CV 阶段的过渡点的临界容差为± 40mV。之所以要求如此严格的容差,是因为如
果
CV 过低,电池将无法完全充满;而 CV 过高,则会缩短电池的使用寿命。充电过程终止
意味着检测到电池达到满电量,充电器必须断开或关闭。在
CV 阶段,当检测到充电电流降
至快充电流或最大充电电流的一定比例
(通常< 10%)时终止充电。
Li+电池充电器参数测试
Li+电池充电器设计通常包括两个基本部分:数字部分(控制状态机)和模拟部分,模拟
部分包括带有高精度
(>1%)基准、可精确控制的电流/电压源。对锂离子充电器(不仅指 IC)进