手機鋰離子電池的保護電路與充電

1、手機鋰離子電池的保護電路與充電器南洋中學奚天敬上世紀 90 年代市面上自推出可充鋰離子電池以來 ,由于其價格低廉 ,容量大 ,無記憶等特性而深受廣大群眾的喜愛 ,特別是在攜帶式的電器通訊設備中 (例手機 ,MPG 隨身聽，便攜式 DV 攝錄機 ,數(shù)碼相機 ,筆記本電腦等 ), 鋰離子電池己成為主流或首選品種，故當前了解鋰離子電池的簡單原理和充放電知識 ,己成為推行現(xiàn)代教育技術，不可忽略的內容。手機使用的鋰離子電池 ,陽極通常是銅片或石墨電極組成 ,陰極通常是二氧化鋰組成 ,電池充電時，陰極中鋰原子電離成鋰離子和電子 ,鋰離子向陽極移動并與電子合成鋰原子 ,放電時 ,陽極表面鋰原子又電離成鋰離子

2、和電子，鋰離子移動到陰極處重新結合成鋰原子 ,由于電池內鋰總是以離子形態(tài)出現(xiàn) ,故稱鋰離子電池。鋰離子電池每一個單體電壓約為 3.6V,工作時電壓會隨時間增大而徐徐下降 ,所以手機上能通過電路檢測出電池的即時電壓 ,從而顯示剩余電量 ,以便及時充電。常用手機鋰離子電池單體的充電電壓最好保持在 4.1V 左右 ,充電電流通常限制在 500mA 以下 ,放電電流不應超過 1500mA。放電電壓不應低于 2.2V,否則會造成鋰離子電池永久性損壞， 故一般鋰離子電池內部都按置保護電路，由于鋰離子電池 ,對環(huán)境溫度敏感 ,正常工作溫度應為 -200 C600C,所以有一些鋰離子電池殼內除通常配有完善的過

3、流過壓保護電路外還配有溫度保護電路。保護電路一般由3-6 片小型貼片集成電路和大量貼片三極管,電阻 ,電容等組成 ,雙面焊接在一小塊印刷線路板上,性能一般都很優(yōu)異 .檢測鋰離子電池內部的電壓電流保護電路最簡單的方法是用多用表的直流電流檔，將其量程撥在 2.5A 以上，然后短時間將兩個表筆分別接，電池 +,-兩極，測定電池的短路電流, 如表針只抖動一下就顯示沒電了, 表明電池內部有保護電路 ,該電路已處于保護狀態(tài), 電池自動暫時失去了供電能力, 此時需要將電池放入充電器中 , 充電一兩秒 , 解除短路保護狀態(tài)后又能正常使用了, 否則說明電池內部根本沒有保護電路或電路已損壞。一般手機上的電池接口電

4、路由電池連接器,電池類型識別電路 , 和電池溫度檢測電路組成. 電池連接器的四個彈簧觸片 , 它們分別是電池正極輸入端 (V), 電池類型識別輸入端(S), 電池溫度檢測輸入端 (T), 電池負極輸入端(G). 電池識別電路通過封裝在手機電池內的下拉電阻 RS 與手機內的電阻 RS， 組成的分壓電路 , 利用不同電池的類型識別電阻值不同 , 分壓后獲得不同的電壓 , 即可識別出電池類型 . 電池溫度檢測電路利用封裝在電池內部的熱敏電阻 RT 與手機內部的電阻 RT，組成分壓電路 , 當溫度變化時 RT 的阻值會變化,RT， 上電壓也隨之變化 , 這樣即可檢測出電池的溫度 , 其內部結構如右上圖

5、。 (注有些鋰離子手機電池僅有三個引極,這可能溫度保護是通過別的方法解決)鋰電池充電時最好用質量較好的充電器,尤其是首選采用高效開關電源脈沖型充電器,這對延長電池使用壽命具有重要作用.因為手機電池的壽命不是按年來計算,而是按充放電次數(shù)來計算的,一般鎳鎘電池可充電100-150 次, 鎳氫電池 200-300次,而鋰電池為 350-700次 ,每次充放電時間隔越長 , 電池的壽命就越長 ,故使用時最好是將電池的電量全部用完再充電 .右上圖四圖五是目前常用簡便的手機旅行充電器,它們分別是充電器的外形圖和內部結構圖 ,由于這種充電器內設有開關電源電路和微電腦芯片集成控制 ,智能監(jiān)測充放電 ,故具有充

6、電快速 ,便攜輕巧 ,效率較高等特點 ,它可以 220v 交流輸入也可以 12V 直流輸入 ,它可以對鋰電池充電也可對鎳氫電池充電 .為防止偽劣和假冒商品 ,建議新購手機旅行充電器作以下測定和實驗1 測定有無放電功能 .充電器左邊的按鍵 (DISC)是放電鍵 ,把手機電池放入充電器按動放電鍵 ,最左邊的放電指示燈 (DI) 會發(fā)光 ,若 DI 不發(fā)光 ,或松開按鍵就不發(fā)光,可以判定該充電器無放電功能 ,有人以為鋰電池沒有記憶效應 ,似乎沒有放電功能關系不大 ,但據(jù)資料介紹 ,手機顯示出鋰電池沒有電了 ,并不表示鋰電池的電量己全部放完 ,長期下去其容量就會減少 ,所以充電器具有放電功能是非常必要的2 檢測放電的終止電壓是否符合標準.鋰電池放電時 ,最低電壓不能低于(2.7-2.8)V,若發(fā)現(xiàn)放電終止電壓低于2.6V 則使用時對鋰電池使用壽命是不利的,測定終止電壓可以在充電器樁頭上通過細導線并接一個精度較高的電壓表,也可待放電結束（即放電指示燈熄滅） 后立即取下電池用多用表電壓檔進行測量。3 檢測充電時的終止電壓是否超標.眾所周知 ,單節(jié)鋰電池充電的最高電壓不允許超過4.2V 否則極易發(fā)熱損壞，圖四是自行測試的裝置和方法將 3 節(jié)鎳鎘或鎳氫