手機(jī)電池充電過(guò)程原理介紹要點(diǎn)

1、鋰電池充電的原理鋰離子電池的充電過(guò)程可以分為四 個(gè)階段：涓流充電（低壓預(yù)充）、恒 流充電、恒壓充電以及充電終止。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(jiǎn)化充電器的操 作，其中包括給過(guò)放電的電池使用涓 流充電、電池電壓檢測(cè)、輸入電流限 制、充電完成后關(guān)斷充電器、 電池部 分放電后自動(dòng)啟動(dòng)充電等。鋰電池的充電方式是限壓恒流，都是由IC芯片控制的，典型的充電方式 是：先檢測(cè)待充電電池的電壓， 如果 電壓低于3V，要先進(jìn)行預(yù)充電，充 電電流為設(shè)定電流的1/10，電壓升 到3V后，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)充電過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn) 充電過(guò)程為：以設(shè)定電

2、流進(jìn)行恒流充 電，電池電壓升到4.20V時(shí)，改為恒 壓充電，保持充電電壓為 4.20V。此 時(shí)，充電電流逐漸下降，當(dāng)電流下降 至設(shè)定充電電流的1/10時(shí)，充電結(jié) 束。下圖為充電曲線(xiàn)Charge Current /Ctwpe Vdta(eX XX d./CondEtiQtiin PhasfiCurent regulAtonVflltagft rftgiA拗 nimp最蜒電+也調(diào)整電壓再充電電壓風(fēng)值 恒定電謔充電電流預(yù)充電電圧或佰預(yù)充克電流碩充電恒定電流充電恒定電壓充電再充電伏態(tài)階段1 :涓流充電涓流充電用來(lái)先對(duì)完全放電的電池單元進(jìn)行預(yù)充 （恢復(fù)性充電）。在電池電壓低于3V 左右時(shí)采用涓流充電，涓

3、流充電電流 是恒流充電電流的十分之一即0.1c（以恒定充電電流為1A舉例，則 涓流充電電流為100mA）， 階段2 :恒流充電一一當(dāng)電池電壓上 升到涓流充電閾值以上時(shí)，提高充電 電流進(jìn)行恒流充電。恒流充電的電流 在0.2C至1.0C之間。電池電壓隨著恒流充電過(guò)程逐步升高，一般單節(jié)電池設(shè)定的此電壓為3.0-4.2V.階段3:恒壓充電一一當(dāng)電池電壓上 升到4.2V時(shí)，恒流充電結(jié)束，開(kāi)始 恒壓充電階段。電流根據(jù)電芯的飽和 程度，隨著充電過(guò)程的繼續(xù)充電電流 由最大值慢慢減少，當(dāng)減小到0.01C 時(shí)，認(rèn)為充電終止。（C是以電池標(biāo) 稱(chēng)容量對(duì)照電流的一種表示方法， 如 電池是1000mAh的容量，1C就是

4、充電電流1000mA。） 階段4 :充電終止 有兩種典型的充電終止方法：采用最 小充電電流判斷或采用定時(shí)器（或者 兩者的結(jié)合）。最小電流法監(jiān)視恒壓 充電階段的充電電流，并在充電電流 減小到0.02C至0.07C范圍時(shí)終止 充電。第二種方法從恒壓充電階段開(kāi) 始時(shí)計(jì)時(shí)，持續(xù)充電兩個(gè)小時(shí)后終止 充電過(guò)程。上述四階段的充電法完成對(duì)完全放 電電池的充電約需要 2.5至3小時(shí)。 高級(jí)充電器還采用了更多安全措施。 例如如果電池溫度超出指定窗口 （通 常為0C至45 C）,那么充電會(huì)暫停充電結(jié)束后,如檢測(cè)到電池電壓低于3.89V將重新充電。Safely Tiner圖3是可以對(duì)短路的電池激活的充 電方法。充電魏

5、程上圖為充電流程手機(jī)充電器的工作流程一般為：1.檢測(cè)電池的電壓，如果低于一個(gè)閾值 電壓，就要進(jìn)行涓流充電；2.電池充到一定電壓（一般設(shè)置為 2.9V） 時(shí)，進(jìn)行全電流充電；3.當(dāng)電池電 壓達(dá)到預(yù)置電壓（鋰離子電池一般為4.2V）時(shí)，開(kāi)始恒壓充電，同時(shí)充電 電流降低；4當(dāng)電流逐漸減小到規(guī) 定的值時(shí)，充電過(guò)程結(jié)束。電池電壓低于2.5V （Vshort ）時(shí),鋰 離子電池充電器用25mA的電流預(yù) 充,防止深度放電的鋰離子電池在快 充時(shí)被損壞甚至發(fā)生危險(xiǎn)。對(duì)于電壓過(guò)低的電池需要進(jìn)行預(yù)充， 電池電壓低于2.5V （Vshort ）時(shí),鋰 離子電池充電器用25mA的電流預(yù) 充,防止深度放電的鋰離子電池在快

6、 充時(shí)被損壞甚至發(fā)生危險(xiǎn)。充電終止檢測(cè)除電壓檢測(cè)外， 還需采 用其他的輔助方法作為防止過(guò)充的 后備措施，如電池溫度監(jiān)測(cè)，檢測(cè)電 池溫度用電池組溫度傳感器連續(xù)檢 測(cè)電池溫度，當(dāng)電池溫度超出設(shè)定范 圍時(shí)關(guān)閉對(duì)電池充電。限定充電時(shí)間，為電池提供附加保 護(hù)。除了上面的流程描述，它還具有自動(dòng) 重新充電、最小電流終止充電等特 性。一般來(lái)說(shuō)，恒壓充電結(jié)束時(shí)的 小電流充電過(guò)程中，電流的大小一般 為恒流充電時(shí)電流的十分之一。 目前 在鋰離子電池充電器的設(shè)計(jì)中， 對(duì)手 機(jī)充電結(jié)束后由于某種因素放電的 情況而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了檢測(cè)電路，一旦檢 測(cè)到電池電壓降低，就會(huì)重新啟動(dòng)充 電過(guò)程（見(jiàn)上圖）。軟件要做的工作是設(shè)置進(jìn)入快速充 電的電壓閾值，進(jìn)入恒壓充電的電壓 閾值，充電超時(shí)時(shí)間，恒流充電的電 流值，恒壓充電的電壓值，充電結(jié)束 的電流閾值，中斷處理，提供sys接 口給上層都充電的狀態(tài)，包括電池的 類(lèi)型，電池最高電壓，電池最低電壓， 電池當(dāng)前電壓，電池