想要更好地使用鋰離子電池，更大地發(fā)揮它的作用，如何更高效更穩(wěn)定地為其充電變得尤為重要，該如何更好地給鋰離子電池充電呢？首先讓我們來搞清楚鋰離子電池的充電過程：
下圖為典型鋰離子電池充電曲線：
其充電階段可分為如下5個階段：
涓流充電
預(yù)充電
恒流充電
恒壓充電
充電截止
針對每個不同的階段，通過分別對應(yīng)不同電壓的閾值來管理充電過程。
看起來好像并沒有那么復(fù)雜，可是鋰離子電池應(yīng)用如此之多，怎樣才能根據(jù)不同的應(yīng)用來選擇最佳的充電管理方案呢？
其實我們可以從這四個維度來考量和分析：
-
大多數(shù)便攜式設(shè)備從USB端口充電，有以下幾種類型
a). USB-A:
通常5V @ 1.5A最大，但可以支持快速充電和其他標準高達12V
b). USB-C:
5V @ 3A最大，但如果USB-PD是支持的，這可以增加到20V @ 5A
-
如果設(shè)備通過USB充電，它必須始終支持5V操作，這意味著充電器IC拓撲必須能夠支持這個操作。
a). 例如，對于2s電池(最大Vbatt >= 8.4V)，需要使用boost或buck-boost拓撲
b). 如果設(shè)備不從USB充電，那么幾乎總是一個降壓拓撲可以使用，因為輸入電壓將總是高于電池電壓。
電池管理IC的一大難題就是其控制環(huán)路比較多，不僅要對輸入端進行管理（輸入電壓和輸入電流調(diào)節(jié)），還要給系統(tǒng)端供電（對系統(tǒng)電壓進行調(diào)節(jié)），同時，還需要不停地監(jiān)控系統(tǒng)的溫度，以實現(xiàn)充電的性能和熱性能達到平衡。
充電管理IC不光光具有充電管理功能，還肩負著能量管理的任務(wù)。如何分配輸入端到電池到系統(tǒng)的能量，就涉及到路徑管理。
基于不同的連接方式，有三種路徑管理方法：
其中，第三種NVDC作為目前很流行的結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點有：
-
最小系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)使用低壓電池可瞬間啟動
-
系統(tǒng)始終跟隨電池電壓，以減小系統(tǒng)各部件的電壓應(yīng)力。
-
當輸入功率有限時，電池可以作為系統(tǒng)的補充。
-
系統(tǒng)可以從電池斷開，以支持運輸模式
NVDC Charger充電曲線有個很重要的特征：具有窄的系統(tǒng)電壓。
當電池電壓比較低的時候，會把系統(tǒng)調(diào)節(jié)到最低的工作點，然后使用Battery FET給電池進行涓流/預(yù)充電，當電池電壓高到一個閾值時，會把電池和系統(tǒng)接在一起，進行快速充電，電池充滿后，系統(tǒng)會再高一點點，保證壓差。
因此，無論電池高還是低，系統(tǒng)總是有個最低的電壓，最高電壓也不會太高，會有個比較窄的系統(tǒng)電壓。
典型充電曲線（工作條件：VIN=16V, VBATT ramp from 0V, ICHG=1.84A, ISYS=1A）
所有的工作方式都是從輸入到系統(tǒng)/輸入到電池，其實變換器本身很多時候是同步的，對于功率級來講，既可以正向工作，又可以反向工作，比如OTG或PD功能，需要電池放電給其他設(shè)備供電。
通過對以上四個維度的整合，當你遇到Buck拓撲，需要NVDC路徑管理、OTG功能的應(yīng)用時，選型便不是問題了。 |
