安全增強(qiáng)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(gè)充電階段：預(yù)充階段、快充恒流(CC)階段、恒壓(CV)終止階段。在預(yù)充階段，在電池電壓低于3．0 V時(shí)，電池以較低速率充電。通常情況下，當(dāng)電池電壓達(dá)到3．0 V，充電器就會(huì)進(jìn)入CC階段�？焖俪潆婋A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(huì)縮短，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)上積存的金屬鋰會(huì)與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，造成永久損失。最后，充電器會(huì)進(jìn)入CV階段，這時(shí)它將保持峰值電池電壓，并在充電電流下降到預(yù)定義大小時(shí)終止充電。

　　電池容量是電池電壓的函數(shù)，電壓越高，容量就越大。不過，如果電池電壓升高，就會(huì)導(dǎo)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(huì)提高lO％，但電池使用壽命會(huì)縮短一半。另一方面，如果電池充電不足，比理想電壓狀態(tài)低40 mV，那么容量就會(huì)降低約8％。因此，非常精準(zhǔn)的電池充電電壓至關(guān)重要。

　　2 支持輸入OVP的熱調(diào)節(jié)電池充電器

　　圖1為支持熱調(diào)節(jié)和輸入OVP的低成本單獨(dú)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(jì)算公式：

　　充電器從預(yù)充階段轉(zhuǎn)向快充模式時(shí)，輸入電壓與電池電壓之間有較大差值，這時(shí)功耗會(huì)達(dá)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(huì)造成85℃的溫度提升。在45℃環(huán)境溫度下，結(jié)溫超過125℃的工作溫度極限。在充電開始階段，很難將結(jié)溫控制在安全散熱范圍內(nèi)。隨著電池電壓在充電階段不斷升高，功耗也會(huì)下降。充電進(jìn)入CV模式后，功耗會(huì)進(jìn)一步下降，而充電電流也開始下降。