安全增強型線性鋰電池充電器

　　1 電池的充電要求

　　充電曲線適用于鋰離子電池充電，它包括3個充電階段：預充階段、快充恒流(CC)階段、恒壓(CV)終止階段。在預充階段，在電池電壓低于3．0 V時，電池以較低速率充電。通常情況下，當電池電壓達到3．0 V，充電器就會進入CC階段。快速充電階段CC通常限制在1 C電池額定值以下。如果充電率超過1 C，那么電池使用壽命就會縮短，因為節點上積存的金屬鋰會與電解質發生反應，造成永久損失。最后，充電器會進入CV階段，這時它將保持峰值電池電壓，并在充電電流下降到預定義大小時終止充電。

　　電池容量是電池電壓的函數，電壓越高，容量就越大。不過，如果電池電壓升高，就會導致電池使用壽命縮短。例如，如果用4.3 V電壓給電池充電，那么容量就會提高lO％，但電池使用壽命會縮短一半。另一方面，如果電池充電不足，比理想電壓狀態低40 mV，那么容量就會降低約8％。因此，非常精準的電池充電電壓至關重要。

　　2 支持輸入OVP的熱調節電池充電器

　　圖1為支持熱調節和輸入OVP的低成本單獨線性電池充電器電路。該充電器能將適配器的DC電壓降到電池電壓水平。線性充電器的功耗計算公式：

　　充電器從預充階段轉向快充模式時，輸入電壓與電池電壓之間有較大差值，這時功耗會達到最高。例如，如果用5 V適配器來給1 200 mAh鋰離子電池充電，那么在1 A充電電流與3．2 V電池電壓下的最大功耗為1．8 W。如果采用3 mmx3 mm QFN封裝，熱阻抗為47℃/W，這樣的功耗會造成85℃的溫度提升。在45℃環境溫度下，結溫超過125℃的工作溫度極限。在充電開始階段，很難將結溫控制在安全散熱范圍內。隨著電池電壓在充電階段不斷升高，功耗也會下降。充電進入CV模式后，功耗會進一步下降，而充電電流也開始下降。