電池基電源管理系統(tǒng)設計(04-100)

　　電池基系統(tǒng)廣泛地應用在蜂窩電話、PDA游戲機、醫(yī)療儀器等領域。這些系統(tǒng)需要有效的電源管理以便使設備尺寸和電池壽命最佳化。

　　電池基電源管理系統(tǒng)包括電池和為系統(tǒng)提供電源的穩(wěn)壓電路。主要的設計目標包括：

　　·性能和充電時間間隔指標，要通過有效的系統(tǒng)設計，使電池尺寸最小、重量最輕。

　　·在寬輸入電壓范圍內提供合適的穩(wěn)定輸出電壓，在電池電壓下降時電池基系統(tǒng)能正常地工作。

　　·要求電源管理系統(tǒng)減小印刷電路板大小。

　　·功率管理系統(tǒng)最小熱耗，應消除復雜的熱管理，熱管理會增加重量和成本。

　　·電源管理系統(tǒng)最佳化的電路布線，應避免電磁干擾(EMI)。

　　·高可靠性的電源管理系統(tǒng)。

　　電池選擇

　　為了滿足上述的設計目標，電源管理系統(tǒng)的設計從電池開始。電池類型有一次電池(或非重新充電電池)和可重新充電電池。

　　一些流行的可重新充電電池包括：

　　·鎳鎘(NiCd)電池具有壽命長，高放電率和價格便宜。優(yōu)點是簡單的充電特性，能經(jīng)受多次充電/放電。

　　·鎳氫(NiMH)電池：與NiCd電池比具有較高能量密度，但是要以降低壽命為代價，其能量密度比NiCd高30%~40%。NiMH儲存效應比較小。充電時，NiMH采用更復雜的充電算法并消耗一些熱量，因此，所需的充電時間比NiCd長。

　　·鋰離子(Li-ion)電池：具有高能量密度而且重量輕。當今鋰離子電池以單位重量的最大電化學勢能和最高能量密度而處于電池的中心位置。鋰離子電池是安全的，它在充電和放電時能提供一定的安全措施。其能量密度是標準NiCd電池的2倍。另外，它具有高容量，其負載特性是相當好的，放電特性類似于NiCd。它相當高的電池電壓(2.7~4.2V)使得很多Li-ion電池組只有一個電池組成。壽命為300充電/放電周期，在500周期為50%容量。然而，Li-ion電池需要保護電路，保護電路在充電期間限制每個電池的峰值電壓，并阻止放電時電壓下降太低。保護電路不僅限制最大充電和放電電流，而且監(jiān)控電池溫度。在處理和測試Li-ion電池時應小心短路、過充電、壓碎、敲擊、損壞、穿入、反向極性、暴露在高溫或折開電池。