如何权衡充电电池与电源管理

就镍基可充电电池而言，快速充电终止基于电压或温度。如图1所示，典型的电压终止方法是峰值电压探测，在峰值时即每个电池的电压在0～-4mV范围内，快速充电被终止。基于温度的快速充电终止方法是观察电池温度上升率T/t来探测完全充电。典型的T/t率为1℃/每分钟。

图1：镍电池化学技术的充电曲线。

锂离子/锂聚合物电池

与NiCd电池和NiMH电池相类似，在快速充电之前尽可能检验并调节锂离子电池。验证和处理方法与上述使用的方法相类似。

如图2所示，验证和预处理之后，先用一个1C或更低的电流对锂离子电池进行充电，直到电池达到其充电电压极限为止。该充电阶段通常会补充高达70%的电池容量。然后用一个通常为4.2V的恒定电压对电池进行充电。为将安全性和电池容量，必须要将充电压稳定在至少1%。在此充电期间，电池汲取的充电电流逐渐下降。就1C充电率而言，一旦电流电平下降到初始充电电流的10-15%以下充电通常就会终止。

图2：锂离子电池化学技术充电曲线。

开关模式与线性充电拓扑的对比

传统上来说，手持设备都使用线性充电拓扑。该方法具有诸多优势：低实施成本、设计简捷以及无高频开关的无噪声运行。但是，线性拓扑会增加系统功耗，尤其是当电池容量更高引起的充电率增加的时候。如果设计人员无法管理设计的散热问题，这就会成为一个主要缺点。

当PC USB端口作为电源时，则会出现其他一些缺点。当今在许多便携式设计上都具有USB充电选项，并且都可提供高达500mA的充电率。就线性解决方案而言，由于其效率较低，可以从PC USB传输的"电能"量就被大大降低，从而导致了充电时间过长。

这就是开关模式拓扑有用武之地的原因。开关模式拓扑的主要优势在于效率的提高。与线性稳压器不同，电源开关（或多个开关）在饱和的区域内运行，其大大降低了总体损耗。降压转换器*率损耗的主要包括开关损耗（在电源开关中）以及滤波电感中的DC损耗。根据设计参数的不同，在这些应用中出现效率大大高于95%的情况就不足为奇了。

当人们听到开关模式这个术语时大多数人都会想到大型IC、大PowerFET以及超大型电感！事实上，虽然对于处理数十安培电流的应用而言确实是这样，但是对于手持设备的新一代解决方案而言情况就不一样了。新一代单体锂离子开关模式充电器采用了最高级别的芯片集成，高于1MHZ的使用频率以最小化电感尺寸。图1说明了当今市场上已开始销售的此类解决方案。该硅芯片的尺寸不到4mm2，其集成了高侧和低侧PowerFET。由于采用了3MHz开关频率，该解决方案要求一个小型1uH电感，其外形尺寸仅为：2mmx2.5mmx1.2mm(WxLxH)。

充电器的选择

电池充电器工具使得设计人员选择正确的充电器的过程更轻松。