鋰離子電池手機充電器
鋰離子電池具有較高的能量重量比和能量體積比,無記憶效應,可重復充電次數多,使用壽命較長,價格也越來越低。它的這些特點促進了便攜式產品向更小更輕的方向發展,使得選用單節鋰離子電池供電的產品也越來越多。
鋰離子電池的不足之處在于對充電器的要求比較苛刻,對保護電路的要求較高。其要求的充電方式是恒流恒壓方式,為有效利用電池容量,需將鋰離子電池充電至最大電壓,但是過壓充電會造成電池損壞,這就要求較高的控制精度(精度高于1%)。另(ling)外(wai),對于(yu)電壓過(guo)低的(de)電池需要進行預充,充電終止檢(jian)(jian)測(ce)除(chu)電壓檢(jian)(jian)測(ce)外(wai),還需采(cai)用(yong)其他的(de)輔助方法作為(wei)防(fang)止過(guo)充的(de)后備措施,如檢(jian)(jian)測(ce)電池溫度、限定充電時間,為(wei)電池提供附加保護。由(you)此可見(jian)實現安全高效的(de)充電控制成(cheng)為(wei)鋰離子電池推廣應用(yong)的(de)瓶(ping)頸。
鋰電池充電器的基本要求是特定的充電電流和充電電壓,從而保證電池安全充電。增加其它充電輔助功能是為了改善電池壽命,簡化充電器的操作,其中包括給過放電的電池使用涓流充電、電池電壓檢測、輸入電流限制、充電完成后關斷充電器、電池部分放電后自動啟動充電等。所有或者部分這些功能都可以在充電芯片中實現,當然(ran),也可利(li)用ASIC、分(fen)立器(qi)件、或(huo)在微處理(li)器的基(ji)礎上用(yong)軟件實現。
國(guo)內手機充電器市(shi)場情況
目(mu)前,市場上手機充電器種類繁多,但其(qi)中也有很多質量低(di)劣的(de)不合格產(chan)(chan)品。在去年產(chan)(chan)品質量國家監(jian)督抽查結果(guo)中,將(jiang)近40%的廠家生產的充電器不(bu)合格。其(qi)主要問題出現在: 與交流(liu)電(dian)網電源的連接,電源端子騷擾電(dian)(dian)壓(ya),輻射(she)騷擾場強和充電(dian)(dian)電(dian)(dian)壓(ya)幾個方面。另外,一些(xie)產品的(de)低溫性(xing)能、額定容量、放電(dian)(dian)性(xing)能、安全保(bao)護性(xing)能等方面存在質量問題。這(zhe)些(xie)質量問題會(hui)影(ying)響(xiang)到手(shou)機的(de)正常使(shi)用,還(huan)(huan)會(hui)影(ying)響(xiang)手(shou)機的(de)使(shi)用壽命,嚴重(zhong)時還(huan)(huan)可能傷害(hai)消費者(zhe)。
現在(zai)市場(chang)上發現有一些假(jia)冒(mao)偽劣手機電池便(bian)攜式充(chong)電器(qi)(qi)。這(zhe)些充(chong)電器(qi)(qi)由于價格(ge)非常低(di),攜帶(dai)方便(bian),有許(xu)多手機用戶更愿(yuan)意使用這(zhe)些充(chong)電器(qi)(qi)來對電池進行充(chong)電。劣質(zhi)充(chong)電器(qi)(qi)實際上(shang)就是一個(ge)沒(mei)有安全保證的簡(jian)易變壓器(qi),由于內部缺少保護電(dian)路等保證(zheng)安(an)全的(de)零配(pei)件,因(yin)而重量較原裝品輕很多。但實際上,由于(yu)現(xian)在的手機(ji)電池多采用鋰離子電池或鎳氫電池作電(dian)芯,對(dui)充(chong)電(dian)器(qi)的(de)電(dian)壓、電(dian)流(liu)特性(xing)(xing)及(ji)安(an)全保護(hu)有(you)很高的(de)要(yao)求(qiu)。這(zhe)些假冒偽(wei)劣(lie)充(chong)電(dian)器(qi)由于設計簡單(dan),采用劣(lie)質材料,加(jia)工手段粗糙,對(dui)手機電(dian)池(chi)的(de)性(xing)(xing)能和壽命有(you)很大(da)損害。沒有(you)保護(hu)電(dian)路(lu)的(de)充(chong)電(dian)器(qi),由于不能保證充(chong)電(dian)時電(dian)流(liu)的(de)穩定(ding),因而(er)會有(you)燒壞電(dian)池(chi)甚至爆炸(zha)的(de)危險。
目前手機充(chong)電(dian)器(qi)(qi)主要有旅(lv)(lv)行充(chong)電(dian)器(qi)(qi),座(zuo)式(shi)充(chong)電(dian)器(qi)(qi)和車載充(chong)電(dian)器(qi)(qi)。廠家(jia)生(sheng)產的(de)原裝旅(lv)(lv)行充(chong)電(dian)器(qi)(qi)和座(zuo)式(shi)充(chong)電(dian)器(qi)(qi),設計(ji)上都采用越來越精密的(de)保護電(dian)路(lu)或(huo)開關電(dian)(dian)路設計,對(dui)電(dian)(dian)池的充電(dian)(dian)起到了良好(hao)的保護作用。車載充電(dian)(dian)器可以方便(bian)用戶(hu)在汽(qi)車上為手機(ji)充電(dian)(dian),一(yi)端插(cha)入點煙(yan)器,另一(yi)端連接(jie)手機(ji),但不宜在汽(qi)車中長期充電(dian)(dian),因為汽(qi)車中溫度較高。
手機充電器的市(shi)場走向(xiang)
1. 目前,手機充電器可分為單槽形狀和雙槽型充電器,單槽形充電器正在受到雙槽形的攻擊。雙槽形充電器除了具有慢速充電、快速充電、放電及鎳鎘、鎳氫電池兼充的標準功能外,還有部分產品帶有自動溫度控制與電壓控制,嚴防過充的新功能,因而消費者應將傾向于選擇雙槽型充電器。
2. 隨著手機種類的日益增多,各種充電器因機型不同,電源端口的大小也不相同,從而不能互換使用,給消費者帶來了不便。標準型充電器,是指可以連接所有手機底端電源(yuan)插座(端口)的充電器(qi)。而且,生產的手機的電源端口將統一為(wei)適(shi)用于標準(zhun)充電器(qi)的規(gui)格。這(zhe)樣,消費者將不必(bi)在(zai)每次換手機時同時購(gou)買新的充電器(qi)。由此可見,充電器(qi)在(zai)從坐式向便攜式、雙槽(cao)式等(deng)方向發展的同時,也開(kai)始向標準(zhun)化(hua)、通用化(hua)的方向發展。
3. 手機(ji)充(chong)(chong)電器的(de)待(dai)機(ji)耗電量(liang)的(de)降低逐步(bu)成(cheng)為(wei)充(chong)(chong)電器的(de)設(she)(she)計(ji)過程中的(de)一個重(zhong)要環(huan)節。相比(bi)于以前的(de)充(chong)(chong)電器,今后生(sheng)產的(de)產品(pin)將會(hui)在各(ge)項功能完善的(de)同時進一步(bu)降低本身(shen)的(de)待(dai)機(ji)耗電量(liang)。為(wei)了達到這(zhe)一目標,可以設(she)(she)計(ji)一個判斷AC適配器是(shi)否連接負荷(he)(手機)的IC,當未連接負荷時,將AC適配(pei)器的直流輸出(chu)方(fang)(2級電路)切換到高阻抗電路上。通過采取這(zhe)一措施可以大幅減少待機時2級電(dian)路的消耗電(dian)流(可以達到數(shu)十μA)。另外,還(huan)可以在輸(shu)入交流100V方(fang)(1級電路(lu))中設置切換電路(lu)。在未(wei)連(lian)接(jie)負荷時(shi),通過開關切換電路(lu)來減少供應給直(zhi)流輸出方(2級電路)的(de)功(gong)率從而減少耗電量。
4.現在(zai)市場上的(de)(de)(de)大(da)部分充電(dian)器,只(zhi)是(shi)針(zhen)對鋰(li)電(dian)池或鎳(nie)氫(qing)電(dian)池充電(dian)的(de)(de)(de),但(dan)是(shi)隨著市場的(de)(de)(de)發展,自(zi)動識別兩種電(dian)池而進行(xing)相應的(de)(de)(de)充電(dian)進程的(de)(de)(de)充電(dian)器正(zheng)在(zai)逐(zhu)步(bu)占據主流。可以自(zi)動分辨鋰(li)電(dian)池或鎳(nie)氫(qing)電(dian)池的(de)(de)(de)座充能(neng)“防止將鋰電(dian)放電(dian)的錯(cuo)誤(wu)動作(zuo)”,如果在充鋰電池時不小心(xin)按到了座充上的“放(fang)電鈕”,好的(de)座充(chong)可以辨識出來是(shi)鋰電池(chi),因此不會(hui)做放電動作;差的(de)座充(chong)則不管三七二十一(yi)地進行放電,這(zhe)就會(hui)造成(cheng)鋰電池(chi)壽(shou)命的(de)折損。
手機充電器的設計要求
目前一些大的廠家生(sheng)產的手(shou)機充電器都(dou)具有以下特(te)點: 寬范圍AC輸入或多國電(dian)(dian)壓可選;具備限流保(bao)護(hu),電(dian)(dian)流短路(lu)與反充(chong)(chong)保(bao)護(hu)線路(lu)設計;體積(ji)小、重量輕;自(zi)(zi)(zi)動、快速(su)充(chong)(chong)電(dian)(dian),充(chong)(chong)滿(man)電(dian)(dian)后自(zi)(zi)(zi)動關斷等(deng)等(deng)。另外,有的充(chong)(chong)電(dian)(dian)器還有自(zi)(zi)(zi)動識別鋰離子、鎳氫(qing)、鎳鎘電(dian)(dian)池組(zu);具有放電(dian)(dian)功能;LED 充電狀態顯示;低噪(zao)聲;模擬微電腦控(kong)制(zhi)系統等特(te)點。
手機充電器工(gong)作流(liu)程(cheng)
目前手機充電器的工作流程一般為:
1. 檢測電池的電壓,如果低于(yu)一個閾值電壓,就要進行涓流充電;
2. 電池(chi)充(chong)到(dao)一(yi)定電壓(一(yi)般設置為2.9V)時,進(jin)行(xing)全電流充電;
3. 當(dang)電池電壓達到(dao)預置電壓(鋰離子(zi)電池一般為4.2V)時(shi),開始恒壓充電,同時(shi)充電電流降(jiang)低;
4. 當(dang)電流逐漸減(jian)小到(dao)規定的值時,充電過程(cheng)結束。
除了上面的流程描述,它還具有可選的電池溫度監測,利用電池組溫度傳感器連(lian)續(xu)檢測電池溫度,當(dang)電池溫度超出設定(ding)范圍時(shi)BQ2057關(guan)閉(bi)對電(dian)池充電(dian)。而且(qie),充電(dian)狀態識別(bie)可由輸出的LED指示燈或與主控器接(jie)口實現,具(ju)有自動(dong)重新(xin)充電、最(zui)小電流(liu)終止充電、低功耗(hao)休(xiu)眠等特性。
一(yi)般來說,恒(heng)壓充電(dian)結(jie)束時的(de)(de)小電(dian)流(liu)充電(dian)過程中,電(dian)流(liu)的(de)(de)大(da)小一(yi)般為恒(heng)流(liu)充電(dian)時電(dian)流(liu)的(de)(de)十分之一(yi)。目(mu)前在鋰離子電池充電器的設計(ji)中,對手機充電(dian)結束后由于(yu)某種因素放電(dian)的情況而專門設計(ji)了檢測電路(lu),一旦檢測到電池(chi)電壓(ya)降低(di),就會重新啟(qi)動(dong)充(chong)電過程
綜上所述(shu),隨著便攜式產品突發(fa)猛進的(de)發(fa)展,尤其(qi)是手機的(de)普及,以及鋰離(li)子電池(chi)的(de)廣泛應用,鋰離子電(dian)池充電(dian)器的設計和功能面臨著進一步的改善。對于眾多充電器生產廠家來說,盡早設計出功能完善、安全實用的充電器,就能更早的在市場中占據領先地位,搶占商機。