充分了解系統(tǒng)負載后再連接充電器

　　如果只是在特定輸入電壓、電荷電平和封裝尺寸下來考慮一個單獨的充電器，則電池充電是一個非常簡單的概念。但是，充電通常是在某種系統(tǒng)負載下完成的，其會使充電過程復雜化。本文將重點介紹，在沒有電池的情況下支持系統(tǒng)負載的電池充電器存在的潛在啟動和運行問題，以及充電器輸出特性如何對系統(tǒng)輸入特性做出反應。

　　引言

　　系統(tǒng)在沒有電池的情況下依靠充電器工作正變得越來越普遍。這種情況可能會出現(xiàn)在正常應用或廠商的產品測試期間。圖 1 中，在任何瞬態(tài)或上電條件下都沒有電池電源為系統(tǒng)供電。如果設計不夠合理，則充電器就會在短路狀態(tài)下鎖閉。要想解決這些設計問題，我們必須充分理解充電器的輸出源規(guī)范和輸入系統(tǒng)負載要求。

　　無電池運行問題

　　人們通常認為鋰離子 (Li-Ion) 電池充電器是一種在穩(wěn)定電壓下可以被控制的電流源。一般而言，這種器件都配有電池組，其起到一個能量儲存器(大容量電容)的作用，以通過電源瞬態(tài)持續(xù)為系統(tǒng)供電。如果系統(tǒng)負載超出源電流片刻，電池便會補充額外的電流。在沒有電池的情況下，如果系統(tǒng)負載電流超過了充電器的源電流，則系統(tǒng)電壓就會迅速下降。麻煩的是，充電器為一個三級電流源，即短路、預充電和快速充電。超過有效電流會導致系統(tǒng)電壓下降，并且還可能會使充電器進入預充電，然后轉入電流更少的短路階段。相反，如果負載電流低于充電器電流，則系統(tǒng)電壓上升，直到達到 4.2V 穩(wěn)定電壓為止。最后，充電電流下降至與負載電流相等。

　　要想實現(xiàn)無電池工作，必須對充電器和系統(tǒng)進行設計，以使充電器能夠始終向系統(tǒng)提供要求的電流。要解決這個問題，充電器的 IV 特性必須要與系統(tǒng)負載 IV 特性相匹配。

　　充電器的輸出特性

　　我們將討論一種鋰離子電池充電器，這是由于它具有幾個充電階段，而這些我們已經討論過的概念可以被輕松地應用到其他充電器化學技術中去。圖 2 顯示的是其與充電器輸出電壓 VSYS相關聯(lián)時充電器的電流情況。如果沒有電池并且充電器沒有通電，則初始電壓為 0V。當向充電器加電時，由于輸入與輸出之間存在內部上拉電阻(~500Ω)，充電器的輸出電壓開始上升。短路模式低于 1 伏，其設計目的是最小化 OUT 引腳短路期間的功耗。