想要更好地使用鋰離子電池，更大地發(fā)揮它的作用，如何更高效更穩定地為其充電變得尤為重要，該如何更好地給鋰離子電池充電呢？首先讓我們來(lái)搞清楚鋰離子電池的充電過(guò)程：
下圖為典型鋰離子電池充電曲線(xiàn)：
其充電階段可分為如下5個(gè)階段：
涓流充電
預充電
恒流充電
恒壓充電
充電截止
針對每個(gè)不同的階段，通過(guò)分別對應不同電壓的閾值來(lái)管理充電過(guò)程。
看起來(lái)好像并沒(méi)有那么復雜，可是鋰離子電池應用如此之多，怎樣才能根據不同的應用來(lái)選擇最佳的充電管理方案呢？
其實(shí)我們可以從這四個(gè)維度來(lái)考量和分析：
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大多數便攜式設備從USB端口充電，有以下幾種類(lèi)型
a). USB-A:
通常5V @ 1.5A最大，但可以支持快速充電和其他標準高達12V
b). USB-C:
5V @ 3A最大，但如果USB-PD是支持的，這可以增加到20V @ 5A
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如果設備通過(guò)USB充電，它必須始終支持5V操作，這意味著(zhù)充電器IC拓撲必須能夠支持這個(gè)操作。
a). 例如，對于2s電池(最大Vbatt >= 8.4V)，需要使用boost或buck-boost拓撲
b). 如果設備不從USB充電，那么幾乎總是一個(gè)降壓拓撲可以使用，因為輸入電壓將總是高于電池電壓。
電池管理IC的一大難題就是其控制環(huán)路比較多，不僅要對輸入端進(jìn)行管理（輸入電壓和輸入電流調節），還要給系統端供電（對系統電壓進(jìn)行調節），同時(shí)，還需要不停地監控系統的溫度，以實(shí)現充電的性能和熱性能達到平衡。
充電管理IC不光光具有充電管理功能，還肩負著(zhù)能量管理的任務(wù)。如何分配輸入端到電池到系統的能量，就涉及到路徑管理。
基于不同的連接方式，有三種路徑管理方法：
其中，第三種NVDC作為目前很流行的結構，其主要優(yōu)點(diǎn)有：
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最小系統電壓調節使用低壓電池可瞬間啟動(dòng)
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系統始終跟隨電池電壓，以減小系統各部件的電壓應力。
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當輸入功率有限時(shí)，電池可以作為系統的補充。
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系統可以從電池斷開(kāi)，以支持運輸模式
NVDC Charger充電曲線(xiàn)有個(gè)很重要的特征：具有窄的系統電壓。
當電池電壓比較低的時(shí)候，會(huì )把系統調節到最低的工作點(diǎn)，然后使用Battery FET給電池進(jìn)行涓流/預充電，當電池電壓高到一個(gè)閾值時(shí)，會(huì )把電池和系統接在一起，進(jìn)行快速充電，電池充滿(mǎn)后，系統會(huì )再高一點(diǎn)點(diǎn)，保證壓差。
因此，無(wú)論電池高還是低，系統總是有個(gè)最低的電壓，最高電壓也不會(huì )太高，會(huì )有個(gè)比較窄的系統電壓。
典型充電曲線(xiàn)（工作條件：VIN=16V, VBATT ramp from 0V, ICHG=1.84A, ISYS=1A）
所有的工作方式都是從輸入到系統/輸入到電池，其實(shí)變換器本身很多時(shí)候是同步的，對于功率級來(lái)講，既可以正向工作，又可以反向工作，比如OTG或PD功能，需要電池放電給其他設備供電。
通過(guò)對以上四個(gè)維度的整合，當你遇到Buck拓撲，需要NVDC路徑管理、OTG功能的應用時(shí)，選型便不是問(wèn)題了。 |
