基础知识之充电控制IC

电池大致可分为“一次电池”和“二次电池”。 “一次电池”是一次用完就处理掉的一次性电池， 而可以反复充电循环使用的电池称为“二次电池”或“蓄电池”。

二次电池中的主流是锂离子电池。 这种电池的结构是正极使用锂金属氧化物，负极使用碳，在它们之间填充电解液。 由于这种电池的体积小、重量轻、能量密度高、且容易获得高电压，因此多被用作移动设备等小型电子设备的电池。

优点

• 与镍氢和铅酸电池相比，容量更大，输出功率更高
• 充电时不损失实际容量

缺点

• 不建议在0～45℃*的温度范围外充电
• 温度过高有着火的风险，温度过低则特性会急剧恶化

随着设备向更小更薄的方向发展，对更安全、更高密度的二次电池的需求高涨，因此电解部分使用新材料的全固态和半固态电池等新型二次电池的开发进程加速。 锂离子电池使用电解液，而全固态电池使用的是固体电解质，因此无需担心漏液等问题。 另外，也不需要用来隔离电极和电解液的隔膜，电池电压主要在2V～3V左右，低于锂离子电池（3V～5V左右），效率更高。

• 全固态电池（使用固体电解质代替电解液）
• 半固态电池（电解液使用有机电解液）

优点

• 可以用大于电池标称容量值1C*的充电电流充电
• 工作温度范围宽（部分产品的推荐工作温度范围宽达－40℃～105℃）

缺点

• 普通列表项目在相同体积下，能量密度通常比锂离子电池低，因此容量较低

※C倍率：将1小时内对标称电池容量进行完全充放电的电流大小定义为“1C”。

充电控制IC是对“二次电池”进行充电的IC，主要发挥以下作用：

• 控制充电电流、电压和功率
• 异常状态保护
• 监控相关参数

充电控制IC会在监测电压、电流和温度这三个要素的同时，从安全和延长二次电池寿命等角度，进行与二次电池相匹配的充电控制。

• 恒流充电（CC:Constant Current）

恒流充电是为了防止过电流充电而通过恒定电流对二次电池进行充电的方法。 （为防止二次电池的过电压，也有采用低恒流充电或分阶段改变电流进行充电的方法。）

• 恒压充电（CV:Constant Voltage）

恒压充电是一种以恒定电压进行充电以防止过充的充电方法。 充电电流在开始时较大，并会逐渐减小。 （为了防止二次电池温升过高，还有先降低初始电压，然后逐渐提升的充电方式。）

• 恒功率充电（CP:Constant Power）

是一种在电压较低的充电初期用大电流充电，随着电压逐渐升高充电电流逐渐减小的恒定功率充电方法。

• 恒流恒压充电（CCCV:Constant Current , Constant Voltage）

恒流恒压充电是锂离子电池等二次电池的典型充电方式。 是一种根据电池的电压在以恒定电流充电的CC充电和以恒定电压充电的CV充电模式之间切换的充电方式。 这是在ROHM充电控制IC中也采用的方法之一。

二次电池的电压在充电过程中逐渐升高。但是，如果施加的电压过高，就会造成损坏。 CCCV充电可根据电池电压状态在防止过电流的CC充电和防止过电压的CV充电模式之间切换，从而可延长电池寿命并提高安全性。

• 恒功率恒压充电（CPCV:Constant Power , Constant Voltage）

该充电方式是在电池电压较低的充电初期采用恒功率充电模式，在快充满电时切换为可防止过电压充电的CV充电模式。 与CC充电不同，CP充电可以用与功率相匹配的大电流进行充电，因此可实现更高效的充电。

• 脉冲充电

一种通过向充电电流施加微小脉冲（频率）来防止硫酸盐化的充电方法。 当使用铅酸电池时，会产生一种称为“硫酸盐化”问题，部分电解液变成不导电的硫酸铅结晶并积聚在负极侧。 如果发生这种情况，效率就会下降（如蓄电能力下降、内部电阻增加等）。 在这种情况下，使用脉冲充电方式可以很好地分解这种固体结晶，因此对于铅酸电池来说，这种脉冲充电是有效的充电方法。

• 涓流充电

一种以微弱电流持续充电的方法，就像涓涓细流（Trickle）一样。 虽然充电时间长，但具有在充满电的状态下连续施加微弱电流也不会对电池造成影响的优点。 这种充电方法非常适合为自放电量较大的铅酸电池和不经常使用的应急备用设备的电池等进行充电。

包括上述主要方法在内，对二次电池进行充电有多种方式及其组合方法。 充电控制IC通过设置并控制这些充电电流、电压和功率，提供适合每种二次电池的充电方法。