電池基電源管理系統(tǒng)設(shè)計(04-100)

　　電池基系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用在蜂窩電話、PDA游戲機、醫(yī)療儀器等領(lǐng)域。這些系統(tǒng)需要有效的電源管理以便使設(shè)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(shè)計目標(biāo)包括：

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

　　·在寬輸入電壓范圍內(nèi)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(yīng)消除復(fù)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(yīng)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(shè)計目標(biāo)，電源管理系統(tǒng)的設(shè)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(yīng)比較小。充電時，NiMH采用更復(fù)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(dāng)今鋰離子電池以單位重量的最大電化學(xué)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(biāo)準(zhǔn)NiCd電池的2倍。另外，它具有高容量，其負載特性是相當(dāng)好的，放電特性類似于NiCd。它相當(dāng)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(yīng)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。