充电电路没有简单事，浅谈如何执行高效率设计

　　曾有一家充电器厂商表示，他们以前常碰到充电器用户来退货，说充电器坏了，原因是电池充了一天，电池都充不饱，充电器不转灯，一直是红灯。可厂家对充电器实际测量时，又发现它是正常的，符合出厂要求。这是什么问题呢？这主要是因为这充电器没考虑到电池的老化后自放电变大。如果截止充电的电流设置过小，将使得老化的电池一直达不到充电完成的设置点，从而使得用户产生误判，认为充电器已坏。

　　充电定时器的作用就是防止已损害的或过多循环的锂电池，在充电的截止段，由于自放电过大，使电池难以进入EOC的状态（高于判断电流），一方面给用户带来电池充不饱的误判，另一方面也可能由于过长时间的充电，带来电池过热发生膨胀，甚至危险。

　　针对这些因素考量，凹凸科技（O2Micro）推出的新型多串锂离子电池充电芯片OZ8981已是一个完善的解决方案。OZ8981是一个专用的充电管理集成芯片，它带精确电压，电流输出和多重保护，并提供六阶段充电控制模式，系统设计方便且成本低。它主要针对用于轻型电动汽车，电动自行车和电动工具上多节锂离子电池包。

　　高性价比和高可靠性的OZ8981包含单芯片集成充电控制器，可实现高效的误差放大器输出。它支持0V脉冲充电、预充电、恒流充电、恒压充电、截止充电、自动再充电六阶段智能充电控制。支持对预充电的启动电压、恒流充电值、恒压充电值及截止充电电流值进行灵活设置。

　　此外，OZ8981具有高精准充电电压（《1%）和电流（《5%）输出；通过外部电阻调整，电压输出精度可《0.5%。支持双充电定时器保护：预充电定时，恒压充电定时（最大5小时，或不使用）。支持双温度保护：芯片内部温度保护（115℃），外部过高温保护（默认：44℃） 和过低温保护（默认：2℃）。外部温度保护点可外部灵活设置。支持充电过压保护、过流保护、短路保护。支持电池自动接入检测，支持充电状态的直接LED显示。该器件采用通用封装SOP16。

　　图4为OZ8981锂离子电池充电曲线图。通过与前端PWM芯片的结合，OZ8981将帮用户快速的实现安全高效且低成本的锂离子电池充电器设计。

　　　　安森美新电池充电技术应对便携设备新挑战

　　近年来，智能手机、平板电脑等便携设备市场强劲发展，更大尺寸的屏幕日渐流行，消费者对应用处理器、图形处理器及外设的电源管理体验的要求越来越高。这些促使便携设备采用更大容量的电池，如一些最新智能手机配备了2000 mAh甚至达3000 mAh电池，电池生态系统趋势也随之发生了重大变化。

　　此外，许多便携设备的输入连接也从专有方案转为微型USB插口；USB供电（rev 1.0 Jul 2012） 标准的发布，更能适应最新的便携设备USB端口的供电要求。这些都迫切需要既可提高能效又满足上述要求的技术解决方案。推动高能效创新的安森美半导体新推出了NCP185x系列开关电池充电方案，帮助设计工程师应对便携设备大容量电池的快速充电挑战，并帮助优化用户体验。

　　采用新颖的自动输入限流器（AICL）技术实现更快速充电

　　电池充放电管理在便携设备设计的合理性和可靠性方面至关重要。电池充放电的挑战之一是需要强固性、高能效及快速充电时间来满足当今高性能、空间受限型应用的要求。而大容量电池需要更大的充电电流来缩短充电时间。

　　传统线性电池充电方式（包括脉冲方式）在大电流下存在效率较低、发热量大等问题。与线性解决方案相比，开关充电方案有明显的优势，如可从输入转换更多的电能至输出；工作能效更高，可降低能耗及简化手机设计；在输入源受限时（如采用5 V，500 mA USB端口充电），能提供更大的电流。综合上述优势，开关电池充电器件的充电速度可比线性电池充电器快30%。

　　由于手机等设备无法知道用户使用的电源适配器或USB端口的负载电流能力，所以充电管理器件必须具有检测适配器或USB端口负载电流的功能，以确保手机设备在安全电流条件下工作。在充电结束后，充电管理器件应断开与系统的连接，系统从外部电源取电；只有当外部电源移出时，系统才从电池取电。

　　安森美半导体的NCP185x系列开关电池充电器件就是一种新的充电技术。其充电过程迅速，具有自动输入限流（AICL）功能；在充电结束时还可自动断开电池连接，延长电池寿命。它可以提供更大的输出电流，效率高达85％，发热量小，实现更快、更安全高效的充电，有助于提升用户体验；还可以提高系统稳定性，简化系统设计。

　　NCP185x系列在输入源受限的情况下，采用符合100 mA、500 mA、900 mA或1.5 A USB充电规范的输入电流限制器，利用自动检测模式在最大充电电流时进行调整，使其适应输入源的能力，并可缩短最少达10分钟的总体充电时间。

　　图1：利用自动输入限流缩短总体充电时间

　　充电结束时自动断开电池连接，延长电池使用寿命

　　不少用户经常抱怨电池寿命短，许多便携系统的电池寿命在使用几个月后就受到明显影响，原因是电池在充电结束后还一直在充电。优化电池总体寿命的方法是在充电结束时电池连接即自动断开。安森美半导体NCP185x带有充放电路径管理功能，可以在系统充电结束时自动断开电池连接，系统仅从外部带有适配器或 USB端口取电，仅在出现峰值电流活动（大于外部电源适配器所能提供的电流，如使用GSM）时，才导通电池与系统之间连接，短时间从系统补充电流，其他时间电池与系统保持管理。在外部电源连接情况下，系统优先从外部适配器取电，以保存电池电量，延长电池使用时间，如图2所示。