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,對(dui)于電(dian)(dian)壓過(guo)低的電(dian)(dian)池(chi)需要(yao)進(jin)行預充(chong),充(chong)電(dian)(dian)終止(zhi)檢測除電(dian)(dian)壓檢測外,還需采用其他(ta)的輔助方法(fa)作為防止(zhi)過(guo)充(chong)的后備措施,如檢測電(dian)(dian)池(chi)溫度、限定充(chong)電(dian)(dian)時間,為電(dian)(dian)池(chi)提供(gong)附加保護。由此可見實現安全高效的充(chong)電(dian)(dian)控制成為鋰離(li)子電(dian)(dian)池(chi)推廣(guang)應用的瓶頸。
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實現,當然,也可利用ASIC、分立(li)器(qi)件(jian)、或在微處理器的基礎上(shang)用(yong)軟件實現。
國內手機充電器市場情況
目(mu)前,市場上手機充電器種類繁多(duo)(duo),但(dan)其中也(ye)有很多(duo)(duo)質(zhi)量低劣的不合(he)格產品。在去年產品質(zhi)量國家監督抽查(cha)結(jie)果中,將(jiang)近40%的(de)廠家(jia)生產(chan)的(de)充(chong)電(dian)器不合格。其主要問題出現在(zai): 與(yu)交流(liu)電網電源的連接(jie),電(dian)源(yuan)端子騷(sao)擾(rao)電壓,輻射騷(sao)擾(rao)場(chang)強和充電電壓幾(ji)個(ge)方面(mian)。另(ling)外,一些產品的(de)低溫性(xing)能(neng)(neng)、額定容量、放(fang)電性(xing)能(neng)(neng)、安全保護性(xing)能(neng)(neng)等(deng)方面(mian)存在質量問(wen)題。這些質量問(wen)題會影(ying)響到手機的(de)正常使用,還會影(ying)響手機的(de)使用壽(shou)命,嚴重時還可(ke)能(neng)(neng)傷害消費者。
現在(zai)市場上發現有一些假(jia)冒偽劣手(shou)機(ji)電池便(bian)攜式(shi)充(chong)(chong)電(dian)器。這些(xie)充(chong)(chong)電(dian)器由于(yu)價(jia)格(ge)非常低,攜帶方便(bian),有許(xu)多手機用戶更(geng)愿意使用這些(xie)充(chong)(chong)電(dian)器來對電(dian)池進行充(chong)(chong)電(dian)。劣質充(chong)(chong)電(dian)器實際上就是一(yi)個沒有安全保證的(de)簡易變(bian)壓器,由于(yu)內(nei)部缺少保護電路(lu)等(deng)保證安全的零配件,因而重(zhong)量(liang)較(jiao)原裝品輕(qing)很多(duo)。但實際上,由于現在的(de)手機電(dian)池多(duo)采(cai)用鋰離子電(dian)池或鎳氫(qing)電池作(zuo)電(dian)芯,對(dui)充(chong)電(dian)器的(de)(de)(de)電(dian)壓、電(dian)流特性及安全保(bao)護(hu)有(you)很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)要求。這些假冒偽(wei)劣充(chong)電(dian)器由(you)于設計(ji)簡單,采用劣質材料(liao),加工手段粗糙,對(dui)手機電(dian)池的(de)(de)(de)性能和(he)壽命有(you)很(hen)大損(sun)害。沒有(you)保(bao)護(hu)電(dian)路的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)器,由(you)于不(bu)能保(bao)證充(chong)電(dian)時電(dian)流的(de)(de)(de)穩定,因而會有(you)燒(shao)壞電(dian)池甚至爆炸的(de)(de)(de)危險。
目前手機充(chong)(chong)電器(qi)(qi)主要有旅(lv)行充(chong)(chong)電器(qi)(qi),座(zuo)式充(chong)(chong)電器(qi)(qi)和車載充(chong)(chong)電器(qi)(qi)。廠(chang)家生產的(de)原裝旅(lv)行充(chong)(chong)電器(qi)(qi)和座(zuo)式充(chong)(chong)電器(qi)(qi),設計上都(dou)采(cai)用越(yue)(yue)來越(yue)(yue)精密的(de)保護(hu)電路或開關電路設計,對(dui)電池的充電起到了(le)良好(hao)的保護(hu)作用。車載充電器可以方便用戶在(zai)汽(qi)車上為手機(ji)充電,一端插入點煙器,另一端連接手機(ji),但(dan)不宜在(zai)汽(qi)車中長期充電,因(yin)為汽(qi)車中溫(wen)度較高。
手(shou)機充電器的市場(chang)走向
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源(yuan)插(cha)座(端口)的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)器(qi)。而且,生產的(de)(de)(de)手機的(de)(de)(de)電(dian)源端口將統一為(wei)適用于標準充(chong)電(dian)器(qi)的(de)(de)(de)規格。這樣,消費者(zhe)將不(bu)必在每次換手機時同時購買新的(de)(de)(de)充(chong)電(dian)器(qi)。由此可見,充(chong)電(dian)器(qi)在從(cong)坐式(shi)向(xiang)便攜(xie)式(shi)、雙槽式(shi)等(deng)方向(xiang)發(fa)展的(de)(de)(de)同時,也開始(shi)向(xiang)標準化、通用化的(de)(de)(de)方向(xiang)發(fa)展。
3. 手機充電器(qi)的(de)待機耗電量(liang)的(de)降低逐步成(cheng)為充電器(qi)的(de)設(she)計過(guo)程中的(de)一(yi)個(ge)重要環節。相(xiang)比于(yu)以(yi)前的(de)充電器(qi),今后生產(chan)(chan)的(de)產(chan)(chan)品將會(hui)在各項功能完善的(de)同時(shi)進(jin)一(yi)步降低本身的(de)待機耗電量(liang)。為了達到這一(yi)目標,可以(yi)設(she)計一(yi)個(ge)判斷AC適配器是(shi)否連接負荷(手機)的IC,當(dang)未連接負荷時,將AC適配器的直流輸(shu)出方(2級電(dian)路)切換到(dao)高阻抗電(dian)路上。通過采(cai)取這一措施可(ke)以大幅減(jian)少待機(ji)時2級電路的消耗(hao)電流(可以達到數十μA)。另外,還(huan)可以在輸入交(jiao)流(liu)100V方(1級電(dian)(dian)路(lu))中設置切換電(dian)(dian)路(lu)。在未連接負荷時,通(tong)過開(kai)關切換電(dian)(dian)路(lu)來減少(shao)供應給直流輸出方(2級電路)的功率從而減少耗(hao)電量。
4.現在市場上的(de)(de)(de)大部分(fen)充電(dian)器(qi),只(zhi)是針(zhen)對(dui)鋰電(dian)池或(huo)鎳(nie)氫電(dian)池充電(dian)的(de)(de)(de),但是隨(sui)著(zhu)市場的(de)(de)(de)發展(zhan),自動(dong)識別兩種電(dian)池而進行(xing)相應的(de)(de)(de)充電(dian)進程的(de)(de)(de)充電(dian)器(qi)正在逐步占(zhan)據(ju)主流。可以自動(dong)分(fen)辨(bian)鋰電(dian)池或(huo)鎳(nie)氫電(dian)池的(de)(de)(de)座充能“防止將鋰電放電的錯誤動(dong)作”,如果在充鋰(li)電池時(shi)不(bu)小(xiao)心按到了(le)座充上的“放(fang)電鈕(niu)”,好的(de)座充可(ke)以辨識出來是鋰(li)(li)電(dian)(dian)池,因此不會做(zuo)放(fang)電(dian)(dian)動(dong)作;差的(de)座充則不管三七二十一地(di)進(jin)行放(fang)電(dian)(dian),這就(jiu)會造成鋰(li)(li)電(dian)(dian)池壽(shou)命的(de)折損。
手(shou)機充電(dian)器的設計要求
目前一些大的廠家生(sheng)產的手機充電器(qi)都(dou)具(ju)有(you)以下特點(dian): 寬范圍(wei)AC輸入或(huo)多(duo)國電壓(ya)可選;具(ju)備限流保(bao)護,電流短路與反充(chong)保(bao)護線路設計(ji);體積小、重(zhong)量輕;自動(dong)、快速(su)充(chong)電,充(chong)滿電后自動(dong)關(guan)斷等(deng)等(deng)。另外,有(you)的充(chong)電器還有(you)自動(dong)識別(bie)鋰離子、鎳氫(qing)、鎳鎘電池組;具(ju)有(you)放電功能;LED 充電(dian)狀態顯示;低噪(zao)聲;模擬微電(dian)腦控制系統(tong)等特點。
手機充電器(qi)工作流程
目前手機充電器的工作流程一般為:
1. 檢測電池的電壓(ya),如果低(di)于一個閾值電壓(ya),就(jiu)要進行(xing)涓流(liu)充電;
2. 電(dian)(dian)池充到一(yi)定電(dian)(dian)壓(一(yi)般設(she)置為(wei)2.9V)時,進行全電(dian)流充(chong)電(dian);
3. 當電(dian)池(chi)電(dian)壓(ya)達到預置電(dian)壓(ya)(鋰離(li)子電(dian)池(chi)一般為(wei)4.2V)時,開始(shi)恒壓充電,同時充電電流降低;
4. 當電(dian)流(liu)逐漸減小到規(gui)定的值時,充(chong)電(dian)過程(cheng)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(chuan)感器連續檢測(ce)電池溫度,當(dang)電池溫度超出設(she)定范(fan)圍時BQ2057關閉對電(dian)(dian)池充電(dian)(dian)。而且,充電(dian)(dian)狀態識(shi)別(bie)可由輸出的(de)LED指示燈或(huo)與主控器接(jie)口實現,具(ju)有自動重新充(chong)(chong)電、最(zui)小電流終止充(chong)(chong)電、低功耗(hao)休眠(mian)等特性(xing)。
一般(ban)來說,恒(heng)壓充(chong)電(dian)(dian)結(jie)束時(shi)的小電(dian)(dian)流(liu)充(chong)電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中,電(dian)(dian)流(liu)的大(da)小一般(ban)為恒(heng)流(liu)充(chong)電(dian)(dian)時(shi)電(dian)(dian)流(liu)的十分(fen)之一。目前在(zai)鋰離子電池充電器的設(she)計中,對手(shou)機充電(dian)結束后由于某種因素放電(dian)的情況而專門設(she)計了檢測(ce)電路(lu),一旦檢測到電池電壓(ya)降低,就會(hui)重新啟動充(chong)電過程(cheng)
綜上所述(shu),隨著便攜式產品突發(fa)猛進的發(fa)展,尤其(qi)是手機的普(pu)及,以及鋰離(li)子電池的廣泛應(ying)用,鋰離子(zi)電(dian)池充電(dian)器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。