对于可携带电池供电应用的系统设计来说,设计的安全性、成本、尺寸以及将可携带电池的运行时间最大化并延长其使用寿命是非常重要的。由于驱动便携式应用的可携带电池技术不断增多,工程师们需要选择合适的方法来对可充电可携带电池进行放电和充电。后面我们将讨论现今集成解决方案的电源管理和可携带电池管理电路设计。
主流可携带电池技术分类:
1.不可充电型
举例说明:某种无线光电鼠标解决方案的工作电压范围是1.8V至3.2V。该鼠标使用2节串联配置的碱性可携带电池便可正常工作,无需附加稳压电源。如果需要极其紧凑的鼠标设计,则2节AA/AAA碱性可携带电池可能不适用。在这种情况下,可使用单节AA/AAA碱性可携带电池来减少所占空间,但需要用升压转换器将电压升至 1.8V。
不可充电可携带电池在使用一次后即废弃,称为一次性可携带电池。碱性可携带电池是最常见的家用一次性可携带电池。市面上也有碱性可充电可携带电池,但不在本文的讨论范围内。典型碱性可携带电池具有大约1.5V至1.65V的浮动电压,标称电压为1.2V,寿命结束时的电压为大约0.9V。单节碱性可携带电池寿命结束时的电压可低至0.7V- 0.8V,具体取决于负载电流。表1展示了一些常见的碱性可携带电池配置。某些应用可采用多种配置,具体取决于产品外形、系统要求、可用解决方案和功耗预算。
2.可充电型
本文将以锂离子可携带电池(Li-Ion)、锂聚合物可携带电池(Li-Poly)和镍氢可携带电池(NiMH)为例进行说明。由于可充电可携带电池被认为是二次可携带电池,每次使用后都可将电量尽可能恢复到原始状态,直至可携带电池寿命结束。镍氢可携带电池是很好的碱性可携带电池替代品,因为其外形和工作电压范围与碱性可携带电池类似。传统镍氢可携带电池的一个缺点是自放电率高,但有一家领先的可携带电池制造商已克服了这一难关,其推出的镍氢可携带电池系列在生产12个月后仍可保持至少85%的电容量。恢复镍氢可携带电池的电量有简单且低成本的解决方案,但采用双重截止充电方法(通过充电电流和工作环境来指定)的嵌入式充电器将获得最优性能。双重截止充电方法结合了温度随时间升高和电压随时间降低(或不变)的特性。
我们都知道,锂离子可携带电池目前被认为是成熟的可携带电池技术,已广泛应用于移动电话和汽车等领域。在设计多节可携带电池系统时,单节标称电压为3.6V的可携带电池具有巨大优势,可减少2/3的可携带电池节数。
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