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(wai),對于電(dian)壓過低的(de)(de)(de)電(dian)池(chi)(chi)需要進(jin)行(xing)預充(chong),充(chong)電(dian)終止檢測(ce)除電(dian)壓檢測(ce)外(wai),還需采用(yong)其(qi)他的(de)(de)(de)輔助方法作為(wei)防止過充(chong)的(de)(de)(de)后備措(cuo)施,如檢測(ce)電(dian)池(chi)(chi)溫度、限定充(chong)電(dian)時(shi)間(jian),為(wei)電(dian)池(chi)(chi)提供附加保(bao)護。由此(ci)可見實現安全高效的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)控制成為(wei)鋰離(li)子電(dian)池(chi)(chi)推廣應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)瓶頸。
鋰(li)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(zhong)實現,當然(ran),也可利(li)用(yong)ASIC、分立(li)器件、或在微處理器(qi)的基礎上(shang)用(yong)軟件實現。
國內(nei)手機充電器市(shi)場情(qing)況
目前,市場上手機充電器種(zhong)類繁(fan)多,但其中也有很多質量低劣的不合(he)格產品。在去(qu)年(nian)產品質量國家監(jian)督抽查(cha)結果中,將(jiang)近(jin)40%的廠家生產的充(chong)電(dian)器不合格。其主(zhu)要(yao)問題出現(xian)在: 與交(jiao)流電網電(dian)源的連接,電源端子騷(sao)擾電壓,輻射騷(sao)擾場強和(he)充(chong)電電壓幾個方面。另外,一些產品的(de)(de)低溫(wen)性能(neng)、額定(ding)容(rong)量(liang)、放(fang)電性能(neng)、安(an)全保護性能(neng)等方面存(cun)在質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)。這(zhe)些質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)會影響到手(shou)機的(de)(de)正(zheng)常使用,還會影響手(shou)機的(de)(de)使用壽命,嚴重時還可能(neng)傷(shang)害消費(fei)者。
現(xian)(xian)在市場上發(fa)現(xian)(xian)有一些假冒偽劣手機電池便攜式充電(dian)(dian)器。這(zhe)些充電(dian)(dian)器由于價(jia)格非常低,攜帶方便,有許多手機用戶(hu)更愿(yuan)意使用這(zhe)些充電(dian)(dian)器來對電(dian)(dian)池進行(xing)充電(dian)(dian)。劣質(zhi)充電(dian)(dian)器實際(ji)上就是一(yi)個沒有安(an)全保證的簡易變壓(ya)器(qi),由(you)于內部(bu)缺(que)少(shao)保護電(dian)路等(deng)保證安(an)全的零配件,因(yin)而重量較原裝品輕很多。但(dan)實(shi)際上,由于現(xian)在(zai)的手機電池多采用鋰離子電池或鎳氫(qing)電池作電(dian)(dian)(dian)芯,對充電(dian)(dian)(dian)器(qi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)、電(dian)(dian)(dian)流特性及(ji)安全保(bao)護(hu)有很(hen)高的(de)(de)要求。這(zhe)些假冒(mao)偽劣(lie)充電(dian)(dian)(dian)器(qi)由于設計簡單,采用劣(lie)質(zhi)材料,加(jia)工手(shou)(shou)段(duan)粗糙(cao),對手(shou)(shou)機電(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)性能(neng)和壽命有很(hen)大損害。沒有保(bao)護(hu)電(dian)(dian)(dian)路(lu)的(de)(de)充電(dian)(dian)(dian)器(qi),由于不能(neng)保(bao)證充電(dian)(dian)(dian)時電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)穩定,因而(er)會有燒壞電(dian)(dian)(dian)池甚至爆(bao)炸的(de)(de)危險。
目前(qian)手(shou)機充電(dian)(dian)器(qi)(qi)主要(yao)有旅行充電(dian)(dian)器(qi)(qi),座(zuo)式充電(dian)(dian)器(qi)(qi)和車(che)載充電(dian)(dian)器(qi)(qi)。廠家生產的(de)原裝旅行充電(dian)(dian)器(qi)(qi)和座(zuo)式充電(dian)(dian)器(qi)(qi),設計上都采用越來越精(jing)密(mi)的(de)保護電(dian)(dian)路或(huo)開關電(dian)路設計,對電(dian)池的充(chong)電(dian)起到了良好(hao)的保護(hu)作用。車(che)(che)(che)載充(chong)電(dian)器(qi)可以方便用戶在(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)上(shang)為(wei)(wei)手(shou)機(ji)充(chong)電(dian),一端插入點煙器(qi),另一端連接手(shou)機(ji),但不(bu)宜在(zai)汽(qi)車(che)(che)(che)中(zhong)(zhong)長期充(chong)電(dian),因為(wei)(wei)汽(qi)車(che)(che)(che)中(zhong)(zhong)溫度較高。
手(shou)機充電器(qi)的市(shi)場走(zou)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(dian)源插座(端(duan)口)的(de)充電(dian)器(qi)。而且,生產的(de)手機的(de)電(dian)源端(duan)口將統一(yi)為(wei)適用(yong)于標準(zhun)充電(dian)器(qi)的(de)規格(ge)。這樣(yang),消費者將不必(bi)在每次換手機時(shi)同(tong)時(shi)購買新的(de)充電(dian)器(qi)。由此可見,充電(dian)器(qi)在從(cong)坐式(shi)向(xiang)便攜式(shi)、雙槽式(shi)等方向(xiang)發展的(de)同(tong)時(shi),也(ye)開始向(xiang)標準(zhun)化、通用(yong)化的(de)方向(xiang)發展。
3. 手機充電(dian)(dian)器(qi)的(de)(de)(de)待機耗電(dian)(dian)量(liang)的(de)(de)(de)降低逐(zhu)步成為(wei)充電(dian)(dian)器(qi)的(de)(de)(de)設(she)計過程中(zhong)的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)重要(yao)環(huan)節(jie)。相比于以(yi)前(qian)的(de)(de)(de)充電(dian)(dian)器(qi),今后生(sheng)產的(de)(de)(de)產品將會在各項功能完善(shan)的(de)(de)(de)同時(shi)進一(yi)步降低本身的(de)(de)(de)待機耗電(dian)(dian)量(liang)。為(wei)了達到這一(yi)目(mu)標,可以(yi)設(she)計一(yi)個(ge)判斷AC適(shi)配器是否連接負(fu)荷(手機(ji))的(de)IC,當(dang)未連接負荷(he)時,將AC適配器的(de)直流輸出方(2級電路(lu))切換(huan)到高阻(zu)抗(kang)電路(lu)上。通過采取這一措施可以(yi)大幅減少待機(ji)時2級電路的消耗電流(可以(yi)達(da)到數十μA)。另外,還可以在輸入交流100V方(1級(ji)電路)中設(she)置切換電路。在未(wei)連接負荷時,通過開關切換電路來減(jian)少(shao)供應給(gei)直流輸出方(2級電路)的功率(lv)從而減少耗電量。
4.現在市場上的大部分充(chong)(chong)電(dian)(dian)器,只(zhi)是(shi)針對鋰電(dian)(dian)池(chi)或(huo)鎳氫(qing)電(dian)(dian)池(chi)充(chong)(chong)電(dian)(dian)的,但是(shi)隨(sui)著(zhu)市場的發展,自(zi)(zi)動(dong)識別兩種電(dian)(dian)池(chi)而進(jin)行相應(ying)的充(chong)(chong)電(dian)(dian)進(jin)程的充(chong)(chong)電(dian)(dian)器正在逐步占(zhan)據主流。可以自(zi)(zi)動(dong)分辨鋰電(dian)(dian)池(chi)或(huo)鎳氫(qing)電(dian)(dian)池(chi)的座充(chong)(chong)能“防止將鋰電(dian)放(fang)電(dian)的錯誤(wu)動作”,如果在充(chong)鋰電(dian)池時不小(xiao)心按到(dao)了座充(chong)上的“放電鈕”,好的(de)座(zuo)充可以(yi)辨識(shi)出來是鋰電(dian)池(chi),因(yin)此不(bu)會(hui)做放電(dian)動作;差的(de)座(zuo)充則不(bu)管三七二十(shi)一地進行放電(dian),這(zhe)就會(hui)造成鋰電(dian)池(chi)壽(shou)命的(de)折損(sun)。
手(shou)機(ji)充(chong)電器(qi)的設計要求
目前一(yi)些(xie)大的廠家生產的手機充(chong)電器都具有(you)以下(xia)特點(dian): 寬(kuan)范圍AC輸入或多國(guo)電(dian)壓可選;具備限(xian)流保護,電(dian)流短路(lu)與反充(chong)保護線路(lu)設(she)計;體積(ji)小、重(zhong)量輕(qing);自(zi)動、快速(su)充(chong)電(dian),充(chong)滿電(dian)后自(zi)動關斷(duan)等等。另外,有的(de)充(chong)電(dian)器還有自(zi)動識別(bie)鋰離子、鎳氫、鎳鎘(ge)電(dian)池組;具有放電(dian)功能;LED 充電(dian)狀(zhuang)態(tai)顯示;低噪聲;模(mo)擬微電(dian)腦控制(zhi)系統等特(te)點。
手機(ji)充電器工作流(liu)程
目前手機充電器的工作流程一般為:
1. 檢測電(dian)池(chi)的電(dian)壓,如果低于(yu)一個(ge)閾(yu)值電(dian)壓,就要進行涓流充電(dian);
2. 電池充(chong)到(dao)一(yi)定(ding)電壓(一(yi)般設置為2.9V)時,進行(xing)全電流充電;
3. 當(dang)電(dian)池電(dian)壓達到預置(zhi)電(dian)壓(鋰離(li)子電(dian)池一般為4.2V)時,開始(shi)恒壓充(chong)電(dian)(dian),同時充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)流降低;
4. 當電流逐漸減小到規定的值時,充電過程結束。
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(qi)連續檢測(ce)電池(chi)溫度,當電池(chi)溫度超出設(she)定范(fan)圍時BQ2057關(guan)閉對電(dian)池充(chong)電(dian)。而(er)且,充(chong)電(dian)狀態(tai)識別(bie)可由輸出的LED指(zhi)示燈或與(yu)主控器接口實現(xian),具有(you)自動重(zhong)新充(chong)電(dian)、最小電(dian)流終止(zhi)充(chong)電(dian)、低功耗(hao)休眠等特性。
一(yi)般來說,恒壓充電(dian)結束時的小(xiao)電(dian)流充電(dian)過(guo)程中,電(dian)流的大(da)小(xiao)一(yi)般為恒流充電(dian)時電(dian)流的十(shi)分之一(yi)。目前在鋰離(li)子電池充電器的設計中(zhong),對手機充(chong)電結(jie)束(shu)后由于某種因(yin)素放電的情況而專門設計了(le)檢測(ce)電路(lu),一旦檢測到電(dian)池電(dian)壓降低,就會重新(xin)啟動充電(dian)過(guo)程
綜上所(suo)述,隨著便攜式(shi)產品突發猛進的發展,尤(you)其是手機的普及,以及鋰離子(zi)電池的廣泛應用,鋰離(li)子電池充電器(qi)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。
