Ni電池與充電 

[ 雁舞白沙 發(fā)表于 2005-10-19 19:27:00  ]

充電技術(shù)
　　鎘鎳電池的充電器根據(jù)其技術(shù)完善程度可以分成很多種類，最簡(jiǎn)單的一種莫過(guò)于慢速充電器了,，這種充電器一般是一個(gè)輸出電壓固定的直流變壓器,，充電電流的大小取決于變壓器內(nèi)阻或者外加電阻的大小。

　　慢速充電對(duì)于鎳氫電池或鎳鎘電池是不利的,，因?yàn)槌潆娺^(guò)程中不斷產(chǎn)生的熱量會(huì)加速電池老化,。廉價(jià)的慢速充電器一般不會(huì)對(duì)充電電流進(jìn)行很好地濾波，因此對(duì)電池的損害要嚴(yán)重許多,。

　　專為鎳氫電池和鎳鎘電池優(yōu)化設(shè)計(jì)的快速充電器在技術(shù)上要復(fù)雜得多,，這種充電器一般設(shè)計(jì)有電流調(diào)節(jié)器、限壓保護(hù)電路和充電控制電路,。充電控制電路能根據(jù)電池的溫度（和/或端電壓）計(jì)算充電時(shí)間和充電電流,，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)直到充電過(guò)程結(jié)束。

　　在判別電池是否充足電方面,，目前有兩種標(biāo)準(zhǔn)算法,，通常稱為“負(fù)電壓法”（-ΔV）和“溫度法”（ ΔT）。要使用這兩種算法,，充電電流必須不小于0.2C,，這樣才能夠讓電池產(chǎn)生顯著的溫升或者電壓降，從而判別充電效果,。（如圖1所示）

　　有人對(duì)傳統(tǒng)的鎳鎘電池充電器進(jìn)行改造,，使之可以為鎳氫電池和/或鋰離子電池充電。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),，只要進(jìn)行很少的修改,，鎳鎘電池的充電算法就可以用于鎳氫電池。

　　但是,，要讓一種充電器同時(shí)適應(yīng)三種電池就不那么容易了,。首先，它必須能通過(guò)某種方式（比如選擇開(kāi)關(guān),、EPROM等）識(shí)別鋰離子電池,；其次,，采用更加精密的參考電壓源來(lái)設(shè)計(jì)限壓保護(hù)電路；第三,，要使用連續(xù)電流-連續(xù)電壓充電算法（CCVV）,。

　　因?yàn)榫哂泻笙蚣嫒菪裕@種設(shè)計(jì)思路得到了普遍應(yīng)用,，它既能讓人們享受到鋰基電池的性能優(yōu)勢(shì),，又用安全的鋰離子電池替代了“性格暴躁”的鋰電池，為價(jià)格昂貴的鋰離子電池及其相關(guān)保護(hù)電路早日市場(chǎng)化掃清了障礙,。

用鋰離子電池設(shè)計(jì)電源
　　經(jīng)過(guò)上個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,，鋰離子電池及其保護(hù)電路技術(shù)日趨成熟，如今在很多應(yīng)用領(lǐng)域,，鋰離子電池已經(jīng)可以和鎳鎘電池,、鎳氫電池平起平坐。采用鋰離子電池設(shè)計(jì)電源的產(chǎn)品越來(lái)越多,，這一方面要?dú)w功于鋰離子電池的優(yōu)良特性，另一方面也是由于采用鋰離子電池可以降低系統(tǒng)復(fù)雜度和綜合成本,。

　　鋰離子電池的充電器非常簡(jiǎn)單,，那些用于鎳基電池的充電控制電路、充電算法,、電流調(diào)節(jié)電路和計(jì)時(shí)器都不再需要,。鋰離子電池充電器，不論是線性工作方式還是脈沖工作方式,，核心都是限流恒壓調(diào)節(jié)器,，這個(gè)電路只需要很少的程序代碼，并且可以用簡(jiǎn)單的模擬電路實(shí)現(xiàn),。

　　有一些充電器并不采用離線式充電方式,，而是采用“浮充”方式，給電池施加略低于充電終止電壓（一般每單體4.2V）的電壓,。這種方式使充電控制電路更加簡(jiǎn)單,，而且可以讓設(shè)備邊充電邊工作。

　　一個(gè)優(yōu)良的鋰離子電池充電器應(yīng)該是安全的,，也就是說(shuō),，充電電源供給充電控制電路的最大電壓不能超出鋰離子電池的安全電壓范圍。譬如說(shuō),，某個(gè)廠商的鋰離子電池可以承受的最大連續(xù)過(guò)充電電壓為4.75V,，那么一個(gè)優(yōu)質(zhì)的充電電源就會(huì)將最大輸出電壓限定在4.75V。（如圖2所示）
鋰離子電池另外一個(gè)優(yōu)良的特性是對(duì)充電電流的大小沒(méi)有固定限制,?；谶@一點(diǎn),，人們研制出一種“自適應(yīng)”充電控制器，比如Motorola公司的MC13715型充電控制和保護(hù)電路,。這些充電控制器內(nèi)部設(shè)計(jì)有智能化的電路,，可以連接不同廠商提供的充電電源，并根據(jù)環(huán)境溫度和設(shè)備類型調(diào)整充電方式,。
這種充電控制器具有良好的適應(yīng)性,，它可以提高充電功率，動(dòng)態(tài)管理充電控制電路的功耗,。這種控制器不但可用于設(shè)計(jì)充電器,，而且可以集成到電池、車載充電器或主機(jī)設(shè)備的電源電路之中,。這樣一來(lái),，不論主機(jī)設(shè)備用在哪里，其內(nèi)部充電控制電路都是統(tǒng)一的,，而且可以根據(jù)外接充電電源的情況自動(dòng)控制充電的速度,。