锂电的相关知识很多人都有了解,这里只简单介绍。
锂电本身非常脆弱,过充和过放都会造成电池永久失效。一般手机用电池都内置保护电路,在发生过充或者过放短路等情况的时候保护电池安全。
普通的没有保护电路的锂电,最常见的是笔记本电脑用的18650锂电,18650是外形参数,表示直径18mm长度65mm。
一般的锂电充电分为恒流和恒压两个阶段。
在恒流阶段,用<1C的电流进行快速充电,这个阶段一般可以充电到总电量的70%~80%。手机充电器一般使用0.7C以下的电流,所以在完全空电状态下充电,经常两个小时以上还充不满。
恒压阶段,需要控制充电电压为锂电的额定电压±50mV以内,对4.2V锂电来说,就是4.15V~4.25V。常见的充电电路都是使用时间来控制恒压阶段,这种方式虽然比较通用,但是仍然会造成少量过充,所以多数充电器都要求用户不要长时间连接充电器。
我曾经设想过用终止电流来控制恒压阶段,详情见我的**《我设计的两段式锂电充电电路》
高级一些的充电器会提供额外一个“小电流激活”的充电阶段。锂电过放之后,电压会降低到2.5V以下,如果过放不是很严重,通过小电流涓流充电,还能够挽回一些容量,使电池不至于废弃。但是如果对已经过放的电池直接充以大电流,则可能会更彻底的摧毁它。
事实上,对于低于2.5V的电池,更安全的策略是不对其进行充电,因为那极有可能是一颗相同封装的镍氢或者镍镉电池。
由于单节锂电的电压最高只有4.2V,无法直接满足多数情况的应用,所以实际使用中电池都是以串连/并联等方式连接为电池组使用。
一旦组成电池组,如果缺乏对单节电池有效的充放电控制电路,就很容易造成组内电池因为电量不均导致的部分过充,部分过放的问题。
笔记本的锂电池,充放电安全的问题似乎也非常严重,最近的新闻不断报道笔记本电脑起火,电池爆炸等消息。
有了锂电池的基本知识,就可以决定充电器应该具有哪些特性,现在可以考虑的基本特性如下:
1,三阶段充电控制:小电流激活,恒流充电,恒压充电
2,电池反接保护
3,输出短路保护
4,掉电防放电(指充电器电源被切断后,仍旧连接在充电器上的电池会逆向向充电器放电,这一方面会潜在引起电池过放,另一方面也可能会损坏充电器)
而还有一些可以选择的特性:
1,最大充电电流调整
2,电池容量计算
3,电路/电池温度监控 |