大容量鋰電池的充電

新型便攜式電子設計正在不斷提升系統(tǒng)性能，設計人員添加新的特性，系統(tǒng)的功率要求也隨著其性能提高而增長。這種趨勢也導致對容量極大的鋰離子電池組進行開發(fā)，因為它們能提供充分的系統(tǒng)運行時間。對于大多數(shù)便攜式消費類產(chǎn)品而言，鋰離子電池已經(jīng)成為首選電源。它們與其他類型的電池相比有很多優(yōu)越性，如能量密度更高和電池電壓更高。但是，隨著電池可用容量增大以滿足當今不斷增長的功率要求，用戶對于縮短電池充電時間及縮小電池體積的要求隨之增加。實現(xiàn)這些要求成為設計人員面臨的重大挑戰(zhàn)。
鋰離子或鋰聚合物電池組的最佳充電速率為1C，這意味著一個1000 mAh的電池組要以1A的電流進行快速充電，以這種速率充電可以實現(xiàn)最短的充電時間，而且不會降低電池組的性能及縮短使用壽命。對于容量不斷增加的電池組，欲達到這種滿意的充電速率，提高充電電流值是不可避免的。這就導致設計上的一些重大難題，其中最重要的是在充電管理控制器IC內(nèi)以及在系統(tǒng)板上產(chǎn)生的熱量問題。為了解決這些問題，必須進行周密細致的散熱設計。下面的分析將表明，在充電管理IC上由集成通路晶體管耗散掉大部分熱量，它在很多情況下都是設計性能和運行范圍的一個限定因素。
一節(jié)和兩節(jié)鋰電池應用中最常用的充電器類型是線性電池充電器，其功耗可以由下式算出：
PD=（VDD－VBATTERY）