發(fā)布時間:2015-11-09 18:24:00 閱讀次數(shù):1937
可充電鋰離子電池是目前電子產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的電池,但它較為“嬌氣”,在使用中不可過充、過放(會損壞電池或使之報廢)。因此,在電池上有保護(hù)元器件或保護(hù)電路以防止昂貴的電池?fù)p壞。鋰離子電池充電要求很高,要保證終止電壓精度在1%之內(nèi),目前各大半導(dǎo)體器件廠已開發(fā)出多種鋰離子電池充電管理IC芯片,以保證安全、可靠、快速地充電。”對鋰離子電池充電要求(GB/T18287 2000規(guī)范):首先恒流充電,即電流一定,而電池電壓隨著充電過程逐步升高,當(dāng)電池端電壓達(dá)到4.2V(4.1V),改恒流充電為恒壓充電,即電壓一定,電流根據(jù)電芯的飽和程度,隨著充電過程的繼續(xù)逐步減小,當(dāng)減小到0.01C時,認(rèn)為充電終止。
1.要保證鋰電的使用壽命,首先要有專用的防止過充和過放的保護(hù)板,所以市面上按照有無保護(hù)板區(qū)分為兩種鋰電,價格差別也較大,不過行業(yè)內(nèi)大家這點(diǎn)投入還是舍得的,經(jīng)過實際拆解多家的產(chǎn)品,發(fā)現(xiàn)基本上都是采用帶保護(hù)板的鋰電池。
2.雖然電池內(nèi)有保護(hù)板,但是因為保護(hù)板的截止參數(shù)是4.35V(這還是好的,差的要4.4V到4.5V),精度比較差,所以鋰電自帶的保護(hù)板其實是為了應(yīng)付萬一的,如果每次都過充,那電池也會很快衰減而損壞的。
3.要保證飽和充電,更要保證不超過1%終止電壓精度的防止過充,就需要專業(yè)的充電管理IC進(jìn)行控制,在這點(diǎn)上行業(yè)內(nèi)就做的非常差了,實際拆機(jī)發(fā)現(xiàn)基本上沒人采用專業(yè)的充電管理IC進(jìn)行設(shè)計。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因有以下幾點(diǎn):
(1)后備電池基本上都是作為選配件,一般情況下客戶不會要,所以使用量比較小,如果也設(shè)計在考勤機(jī)和消費(fèi)機(jī)電路之內(nèi)會提高成本。所以很多廠家都是直接購買帶保護(hù)板的鋰電池,然后配上一個普通的電源適配器(俗稱交流轉(zhuǎn)直流變壓器或火牛),日常使用時既負(fù)責(zé)給考勤機(jī)和消費(fèi)機(jī)供電,也負(fù)責(zé)給鋰電池充電。但是這種低成本的電源適配器根本達(dá)不到鋰電池的充電電壓和電流的精度要求,所以長期使用時,鋰電池既不能達(dá)到充滿飽和的狀態(tài),還會因為長期過充而慢慢的被損壞了。
(2)鋰電雖小,但也是比較精專的領(lǐng)域,行業(yè)內(nèi)很多產(chǎn)品設(shè)計者并不了解鋰電,多數(shù)人認(rèn)為只要電池帶了保護(hù)板就萬無一失了,殊不知充電也是有很多講究的。而有經(jīng)驗的設(shè)計者雖然知道其中厲害關(guān)系,但是卻也因為成本壓力和設(shè)計復(fù)雜度等考慮,加上后備電源畢竟是很少有機(jī)會使用的,即便有問題了也是半年或一年以后的事情了,等客戶發(fā)現(xiàn)電池不行的時候也過保修期了,所以就刻意忽略不做處理了。
4.由于上述原因,廉價的適配器+帶保護(hù)板的鋰電池的后備電源方案就被業(yè)內(nèi)人事所廣泛采用,而且更為常見的是采用串聯(lián)的兩節(jié)鋰電組成7.4V的電池組,然后直接從適配器電源端供電,再經(jīng)過內(nèi)部的LM7805或者LM2576等降壓芯片再轉(zhuǎn)為5V供電,更有甚者可能還需要LDO芯片轉(zhuǎn)為3.3V供電,如此設(shè)計的原因只是為了圖個簡單!殊不知這樣的設(shè)計其實非常差勁!
支持兩節(jié)鋰電串聯(lián)充電的7.4V專用充電管理IC芯片非常少,即便有也是價格昂貴,基于此原因一般標(biāo)稱是7.4V鋰電方案的消費(fèi)機(jī)和考勤機(jī),99%都是沒有充電管理IC芯片的。
雖然串聯(lián)了兩節(jié)鋰電,但是由于經(jīng)過7.4V轉(zhuǎn)5V或者還要轉(zhuǎn)3.3V的過程,鋰電的大部分能量都浪費(fèi)在了電壓轉(zhuǎn)換之上了,有經(jīng)驗的使用者一定會發(fā)現(xiàn),一般考勤機(jī)和消費(fèi)機(jī)使用一會兒就會發(fā)熱,其實就是里面的電壓轉(zhuǎn)換芯片在工作所造成的現(xiàn)象。這樣的設(shè)計能耗效率極低!
既然串聯(lián)就肯定需要兩節(jié)鋰電,成本一下就翻了一倍,可惜增加的成本還沒有用來延長使用時間,大多數(shù)都是浪費(fèi)在低效率的電壓轉(zhuǎn)換之上了。而這些不必要的羊毛最終還是要出在客戶身上,讓消費(fèi)者買單!
綜上所述,一個好的后備鋰電池方案,不僅僅鋰電自身需要帶保護(hù)板,還需要專門的充電管理IC進(jìn)行控制,更需要在整體產(chǎn)品的設(shè)計上最大限度的減少能耗損失,只有這樣設(shè)計出來的產(chǎn)品才能用最低的成本給您帶來最長的使用時間。