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%)。另外,對(dui)于(yu)電(dian)(dian)壓(ya)過低的電(dian)(dian)池(chi)(chi)需要進行預充(chong),充(chong)電(dian)(dian)終止檢測(ce)除電(dian)(dian)壓(ya)檢測(ce)外,還需采用其他(ta)的輔助方法作為防止過充(chong)的后備措(cuo)施(shi),如檢測(ce)電(dian)(dian)池(chi)(chi)溫度、限定充(chong)電(dian)(dian)時間,為電(dian)(dian)池(chi)(chi)提供附加保(bao)護。由此(ci)可見實現安全高效的充(chong)電(dian)(dian)控制成(cheng)為鋰離子電(dian)(dian)池(chi)(chi)推廣應用的瓶頸。
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(xin)片中實現(xian),當然,也可利用ASIC、分(fen)立(li)器件、或在微處理器的基礎(chu)上用軟件實現。
國內手機充電(dian)器市場(chang)情況
目前,市場上手機充電器種(zhong)類(lei)繁多,但其中(zhong)也(ye)有很多質(zhi)量低劣的不(bu)合格產品(pin)。在去(qu)年產品(pin)質(zhi)量國(guo)家監督抽查結果(guo)中(zhong),將近(jin)40%的廠家(jia)生產的充電器不合格。其主要問題出(chu)現在: 與(yu)交流電(dian)網(wang)電源(yuan)的連接,電源端子騷擾(rao)電(dian)壓,輻(fu)射騷擾(rao)場強和充電(dian)電(dian)壓幾個方(fang)(fang)面。另外(wai),一些產品的低(di)溫性能(neng)、額(e)定容量(liang)、放電(dian)性能(neng)、安全(quan)保(bao)護性能(neng)等方(fang)(fang)面存在質(zhi)量(liang)問(wen)題。這些質(zhi)量(liang)問(wen)題會影(ying)響到手機的正(zheng)常使(shi)用(yong)(yong),還(huan)會影(ying)響手機的使(shi)用(yong)(yong)壽命,嚴重時還(huan)可能(neng)傷(shang)害消費者。
現(xian)在(zai)市場上(shang)發現(xian)有(you)一些假冒偽(wei)劣手機(ji)電池便(bian)攜(xie)式充電(dian)(dian)器(qi)。這些充電(dian)(dian)器(qi)由(you)于(yu)價格非常(chang)低,攜(xie)帶方(fang)便(bian),有許(xu)多手機用(yong)戶(hu)更愿意使用(yong)這些充電(dian)(dian)器(qi)來對(dui)電(dian)(dian)池進行充電(dian)(dian)。劣質充電(dian)(dian)器(qi)實際上就是一個沒有安全保(bao)證的(de)簡易變(bian)壓器,由于內部缺少保護電路(lu)等保證安全(quan)的零配件(jian),因(yin)而重(zhong)量(liang)較原裝(zhuang)品輕很多(duo)。但實際上,由于現(xian)在的手機電(dian)池多(duo)采用鋰(li)離子(zi)電(dian)池或鎳氫電(dian)池作電(dian)(dian)(dian)(dian)芯,對充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)(dian)(dian)流特性及安全保(bao)護有很(hen)(hen)高的(de)要求(qiu)。這些假冒(mao)偽劣充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器由(you)于設計簡單(dan),采用(yong)劣質(zhi)材料,加(jia)工手段粗糙(cao),對手機電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)性能(neng)和(he)壽命有很(hen)(hen)大損害。沒有保(bao)護電(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)器,由(you)于不能(neng)保(bao)證充(chong)電(dian)(dian)(dian)(dian)時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)穩定,因而會(hui)有燒壞電(dian)(dian)(dian)(dian)池甚至爆炸的(de)危險。
目前手(shou)機充電(dian)器主要有(you)旅行(xing)充電(dian)器,座式(shi)充電(dian)器和(he)車(che)載充電(dian)器。廠(chang)家(jia)生產的原裝旅行(xing)充電(dian)器和(he)座式(shi)充電(dian)器,設計上都采用越(yue)來越(yue)精(jing)密(mi)的保護電(dian)路或開關(guan)電(dian)(dian)路設計,對電(dian)(dian)池的充(chong)(chong)電(dian)(dian)起(qi)到了良好的保護作用(yong)。車載充(chong)(chong)電(dian)(dian)器可以方(fang)便用(yong)戶在(zai)汽車上為手機(ji)充(chong)(chong)電(dian)(dian),一端插入點(dian)煙器,另一端連接(jie)手機(ji),但不(bu)宜在(zai)汽車中長期充(chong)(chong)電(dian)(dian),因為汽車中溫度較高。
手(shou)機充電器的市場(chang)走向
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插(cha)座(端口)的充(chong)電(dian)器。而且,生產(chan)的手(shou)機(ji)的電(dian)源(yuan)端口將統一(yi)為適用于標(biao)(biao)準充(chong)電(dian)器的規格。這樣,消費(fei)者將不(bu)必在每次(ci)換手(shou)機(ji)時同時購(gou)買(mai)新(xin)的充(chong)電(dian)器。由此可見,充(chong)電(dian)器在從坐式向(xiang)便攜式、雙槽式等(deng)方向(xiang)發展的同時,也開始向(xiang)標(biao)(biao)準化、通用化的方向(xiang)發展。
3. 手機(ji)充電(dian)器(qi)的(de)(de)(de)待機(ji)耗電(dian)量(liang)的(de)(de)(de)降低(di)逐步成為充電(dian)器(qi)的(de)(de)(de)設計過程中的(de)(de)(de)一個重要(yao)環節。相比(bi)于(yu)以前的(de)(de)(de)充電(dian)器(qi),今后生產(chan)的(de)(de)(de)產(chan)品將會在各項功能完善的(de)(de)(de)同時(shi)進一步降低(di)本(ben)身的(de)(de)(de)待機(ji)耗電(dian)量(liang)。為了達(da)到這一目標(biao),可以設計一個判斷AC適配(pei)器是(shi)否連接負荷(手機(ji))的IC,當未(wei)連接負荷(he)時(shi),將AC適配器的直流(liu)輸出方(fang)(2級電路)切換到高阻抗(kang)電路上。通過采取(qu)這一措施(shi)可以大幅減少待(dai)機(ji)時2級電(dian)路的消耗電(dian)流(可以達到數十μA)。另(ling)外,還可以在輸(shu)入(ru)交流100V方(1級電(dian)路)中設置切換(huan)電(dian)路。在未連(lian)接負荷時,通過開關切換(huan)電(dian)路來減(jian)少供(gong)應給直流(liu)輸出方(fang)(2級電(dian)路)的(de)功率從而減少耗電(dian)量。
4.現在(zai)市(shi)場上的(de)大部(bu)分充(chong)電(dian)(dian)器(qi),只(zhi)是(shi)針對(dui)鋰(li)電(dian)(dian)池或鎳氫電(dian)(dian)池充(chong)電(dian)(dian)的(de),但是(shi)隨著市(shi)場的(de)發展,自動(dong)(dong)識(shi)別兩種(zhong)電(dian)(dian)池而進行相應的(de)充(chong)電(dian)(dian)進程的(de)充(chong)電(dian)(dian)器(qi)正在(zai)逐步(bu)占據(ju)主流。可以自動(dong)(dong)分辨(bian)鋰(li)電(dian)(dian)池或鎳氫電(dian)(dian)池的(de)座充(chong)能“防止將鋰電(dian)放電(dian)的錯誤(wu)動作”,如果在充(chong)(chong)鋰電池時不小(xiao)心按到了座充(chong)(chong)上的“放電鈕(niu)”,好的(de)座充可以辨識(shi)出來是鋰(li)電池(chi),因此不會做放電動作;差的(de)座充則(ze)不管三七(qi)二十一地進(jin)行放電,這就會造成(cheng)鋰(li)電池(chi)壽命的(de)折損。
手機充(chong)電器的(de)設(she)計(ji)要求
目前一(yi)些大的廠家生(sheng)產的手(shou)機(ji)充電器(qi)都具有以下特點: 寬范圍(wei)AC輸(shu)入或多國電壓可選;具備限流(liu)保護,電流(liu)短路(lu)與反(fan)充(chong)保護線路(lu)設計(ji);體積小(xiao)、重(zhong)量輕;自(zi)動(dong)、快速充(chong)電,充(chong)滿電后自(zi)動(dong)關斷等(deng)等(deng)。另外,有的充(chong)電器還有自(zi)動(dong)識別(bie)鋰離子、鎳(nie)氫、鎳(nie)鎘(ge)電池組;具有放電功能;LED 充電(dian)狀態(tai)顯示;低噪(zao)聲(sheng);模擬微(wei)電(dian)腦控(kong)制系統等特點。
手機充(chong)電器(qi)工作(zuo)流程
目前手機充電器的工作流程一般為:
1. 檢(jian)測電(dian)(dian)(dian)池的電(dian)(dian)(dian)壓(ya),如果低于一個閾值電(dian)(dian)(dian)壓(ya),就要進行涓流(liu)充電(dian)(dian)(dian);
2. 電池(chi)充到(dao)一定電壓(一般設置為2.9V)時,進(jin)行全電流充電;
3. 當電(dian)(dian)池(chi)電(dian)(dian)壓達到預置電(dian)(dian)壓(鋰離(li)子電(dian)(dian)池(chi)一般(ban)為4.2V)時(shi),開始恒壓(ya)充電(dian),同(tong)時(shi)充電(dian)電(dian)流降低;
4. 當電(dian)(dian)流(liu)逐漸減(jian)小(xiao)到(dao)規定的值時,充電(dian)(dian)過程結束。
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)續檢測電池溫度,當電池溫度超出設(she)定范圍時BQ2057關閉對電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)。而(er)且(qie),充電(dian)(dian)狀(zhuang)態識別可由輸出的LED指示燈或與主控器(qi)接口(kou)實現,具有自動重新(xin)充電(dian)、最小電(dian)流終止充電(dian)、低(di)功耗休眠(mian)等特性(xing)。
一(yi)般(ban)來說,恒壓充電(dian)(dian)結束(shu)時的小(xiao)電(dian)(dian)流(liu)充電(dian)(dian)過程中(zhong),電(dian)(dian)流(liu)的大小(xiao)一(yi)般(ban)為(wei)恒流(liu)充電(dian)(dian)時電(dian)(dian)流(liu)的十分(fen)之一(yi)。目前在鋰離子電池充電器的設(she)計(ji)中,對手機充電結束后由于(yu)某種因素放電的情況而專門設(she)計(ji)了檢測電(dian)路,一旦檢測到電(dian)池電(dian)壓降低(di),就會重新啟動充(chong)電(dian)過程(cheng)
綜上所(suo)述,隨著(zhu)便(bian)攜式產品突發猛進的發展,尤其是手機(ji)的普(pu)及,以(yi)及鋰離子電池的廣泛應用(yong),鋰離子電池(chi)充電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。
