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,對于電(dian)壓(ya)過(guo)低(di)的(de)(de)電(dian)池需要進行預充(chong)(chong),充(chong)(chong)電(dian)終止(zhi)檢測(ce)(ce)除電(dian)壓(ya)檢測(ce)(ce)外,還需采用(yong)其他的(de)(de)輔(fu)助方法作為防止(zhi)過(guo)充(chong)(chong)的(de)(de)后備措施,如檢測(ce)(ce)電(dian)池溫度、限定(ding)充(chong)(chong)電(dian)時間,為電(dian)池提供(gong)附(fu)加(jia)保護。由此可見實(shi)現安全高效的(de)(de)充(chong)(chong)電(dian)控制成為鋰離子電(dian)池推(tui)廣(guang)應用(yong)的(de)(de)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(shi)現,當(dang)然,也可利用ASIC、分(fen)立(li)器件、或在微處理器的(de)基(ji)礎上用軟件實(shi)現(xian)。
國(guo)內手機充電器市場情(qing)況
目前,市場上手機充(chong)電器種(zhong)類繁多,但其(qi)中(zhong)也有(you)很(hen)多質(zhi)(zhi)量低(di)劣的(de)不合格產品。在(zai)去年產品質(zhi)(zhi)量國(guo)家監督抽查(cha)結果中(zhong),將(jiang)近(jin)40%的廠家(jia)生產(chan)的充(chong)電器不合格(ge)。其主要(yao)問題出現在: 與交流電網電源的連(lian)接(jie),電源(yuan)端子騷擾(rao)電壓,輻射騷擾(rao)場強和充電電壓幾個方面(mian)。另外,一些(xie)產品的低(di)溫(wen)性能、額定(ding)容量(liang)(liang)、放電性能、安全(quan)保(bao)護性能等方面(mian)存在質量(liang)(liang)問題。這(zhe)些(xie)質量(liang)(liang)問題會影響到手機的正常使用,還(huan)會影響手機的使用壽命,嚴重時(shi)還(huan)可能傷害(hai)消費者。
現在市場上發現有一些假冒偽劣手(shou)機電池便攜式(shi)充電(dian)(dian)(dian)器(qi)。這(zhe)些充電(dian)(dian)(dian)器(qi)由于價格非常低(di),攜帶方便,有許多手機(ji)用戶更(geng)愿意(yi)使(shi)用這(zhe)些充電(dian)(dian)(dian)器(qi)來對電(dian)(dian)(dian)池進行充電(dian)(dian)(dian)。劣質充電(dian)(dian)(dian)器(qi)實際上就(jiu)是一個沒有安全保證的簡易變壓器,由于內部缺少保護電路等保證安全的零配(pei)件(jian),因而重(zhong)量較原裝品輕很(hen)多。但實際上(shang),由于現在的(de)手機(ji)電(dian)池多采(cai)用(yong)鋰離子電(dian)池或鎳氫(qing)電(dian)池作電(dian)芯,對(dui)充電(dian)器(qi)的(de)(de)電(dian)壓、電(dian)流特性及安全(quan)保護有(you)(you)很高的(de)(de)要求(qiu)。這些假冒(mao)偽(wei)劣(lie)充電(dian)器(qi)由于設計簡單,采用劣(lie)質材料,加工手段粗糙,對(dui)手機電(dian)池的(de)(de)性能和壽命(ming)有(you)(you)很大損害。沒有(you)(you)保護電(dian)路(lu)的(de)(de)充電(dian)器(qi),由于不能保證充電(dian)時(shi)電(dian)流的(de)(de)穩定,因而會有(you)(you)燒壞電(dian)池甚至(zhi)爆炸的(de)(de)危(wei)險。
目(mu)前手機(ji)充(chong)電(dian)器(qi)(qi)(qi)主要(yao)有旅行充(chong)電(dian)器(qi)(qi)(qi),座式充(chong)電(dian)器(qi)(qi)(qi)和(he)車(che)載充(chong)電(dian)器(qi)(qi)(qi)。廠家(jia)生產的(de)原裝旅行充(chong)電(dian)器(qi)(qi)(qi)和(he)座式充(chong)電(dian)器(qi)(qi)(qi),設(she)計上都采用越(yue)來越(yue)精密的(de)保護電(dian)路或開關(guan)電路設計,對電池的充(chong)電起到了(le)良好(hao)的保護作用(yong)。車載(zai)充(chong)電器(qi)可以方便(bian)用(yong)戶(hu)在(zai)汽(qi)車上為手(shou)機充(chong)電,一端(duan)插入點(dian)煙器(qi),另一端(duan)連(lian)接手(shou)機,但不宜在(zai)汽(qi)車中長(chang)期充(chong)電,因為汽(qi)車中溫度(du)較(jiao)高。
手機充電器的市場走向
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(dian)源插(cha)座(端口)的(de)充電(dian)器(qi)。而且,生(sheng)產的(de)手(shou)機(ji)(ji)的(de)電(dian)源(yuan)端口將統一為適用(yong)于標準(zhun)充電(dian)器(qi)的(de)規(gui)格。這(zhe)樣(yang),消費者(zhe)將不必(bi)在每次換手(shou)機(ji)(ji)時(shi)同時(shi)購買新的(de)充電(dian)器(qi)。由此可見,充電(dian)器(qi)在從坐式向便(bian)攜(xie)式、雙槽式等方向發(fa)展(zhan)的(de)同時(shi),也開始向標準(zhun)化、通用(yong)化的(de)方向發(fa)展(zhan)。
3. 手(shou)機(ji)充電(dian)器的(de)(de)待機(ji)耗電(dian)量的(de)(de)降低逐步(bu)成(cheng)為充電(dian)器的(de)(de)設計(ji)過程(cheng)中的(de)(de)一個重要環節。相比于以(yi)前的(de)(de)充電(dian)器,今(jin)后生(sheng)產(chan)的(de)(de)產(chan)品將會(hui)在各(ge)項功能(neng)完善的(de)(de)同(tong)時進一步(bu)降低本身(shen)的(de)(de)待機(ji)耗電(dian)量。為了(le)達到(dao)這一目標(biao),可以(yi)設計(ji)一個判斷AC適配(pei)器是否連接(jie)負荷(he)(手機)的IC,當未連(lian)接負荷時,將(jiang)AC適配器的直流輸出方(2級電路(lu))切(qie)換到高阻抗電路(lu)上。通過(guo)采取這一措施可以大幅減少(shao)待機時2級電路(lu)的消耗電流(可以達到數十(shi)μA)。另外,還可(ke)以在輸入交(jiao)流(liu)100V方(1級電(dian)(dian)路)中設置切(qie)換電(dian)(dian)路。在未(wei)連接(jie)負荷時,通過(guo)開關切(qie)換電(dian)(dian)路來減(jian)少供應給直流輸出方(2級電(dian)路)的(de)功率從而減少耗電(dian)量。
4.現在市場(chang)(chang)上的大部分(fen)(fen)充(chong)電(dian)器,只是(shi)針對鋰電(dian)池(chi)(chi)或鎳氫電(dian)池(chi)(chi)充(chong)電(dian)的,但是(shi)隨著市場(chang)(chang)的發展,自動識別兩(liang)種電(dian)池(chi)(chi)而進(jin)行相應的充(chong)電(dian)進(jin)程的充(chong)電(dian)器正(zheng)在逐(zhu)步占據主流(liu)。可以自動分(fen)(fen)辨鋰電(dian)池(chi)(chi)或鎳氫電(dian)池(chi)(chi)的座充(chong)能“防止將鋰(li)電放電的錯誤動作”,如果在充鋰電池時不小心按到了座充上的“放電鈕(niu)”,好的座(zuo)充可以辨識出來(lai)是鋰(li)電池(chi),因此(ci)不(bu)(bu)會(hui)做(zuo)放(fang)電動作;差的座(zuo)充則不(bu)(bu)管三七二十一地進(jin)行放(fang)電,這就會(hui)造(zao)成鋰(li)電池(chi)壽命的折損。
手(shou)機充電器的設計要求
目前一些大的(de)廠家(jia)生產的(de)手(shou)機(ji)充(chong)電器都具有以(yi)下(xia)特(te)點: 寬(kuan)范圍AC輸入或多國(guo)電(dian)(dian)(dian)壓可選(xuan);具(ju)備限流(liu)保護,電(dian)(dian)(dian)流(liu)短路與反(fan)充(chong)保護線路設計(ji);體(ti)積小、重量輕(qing);自動(dong)、快速(su)充(chong)電(dian)(dian)(dian),充(chong)滿電(dian)(dian)(dian)后(hou)自動(dong)關斷等等。另外(wai),有(you)的充(chong)電(dian)(dian)(dian)器(qi)還有(you)自動(dong)識(shi)別鋰離子(zi)、鎳氫、鎳鎘電(dian)(dian)(dian)池組;具(ju)有(you)放電(dian)(dian)(dian)功能;LED 充電(dian)狀態顯示;低噪聲;模擬微電(dian)腦控制系統等特點(dian)。
手機(ji)充電器工作流程
目前手機充電器的工作流程一般為:
1. 檢測電池的(de)電壓(ya),如果低于一(yi)個閾值電壓(ya),就要(yao)進行涓流充電;
2. 電池(chi)充到(dao)一定電壓(一般設置為2.9V)時,進(jin)行全電流充電;
3. 當(dang)電(dian)池電(dian)壓達到預(yu)置電(dian)壓(鋰離(li)子電(dian)池一般為4.2V)時(shi),開始恒壓充(chong)電,同時(shi)充(chong)電電流(liu)降低;
4. 當電流逐漸減(jian)小到(dao)規定的值時,充電過(guo)程結束。
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)感器連續檢測電池(chi)溫(wen)度(du),當電池(chi)溫(wen)度(du)超出設定范圍時BQ2057關閉對電(dian)池(chi)充(chong)電(dian)。而且,充(chong)電(dian)狀態識別(bie)可由輸出的(de)LED指示燈或(huo)與主(zhu)控器接口實(shi)現,具有自(zi)動重新充電(dian)、最(zui)小電(dian)流終止充電(dian)、低功耗休眠(mian)等特性。
一般來說,恒(heng)壓(ya)充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)結(jie)束時的小電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)過程(cheng)中,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流的大小一般為恒(heng)流充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)時電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流的十分之一。目前(qian)在鋰(li)離(li)子電池充電器的(de)(de)設計(ji)中,對手機充電結束后由于某(mou)種因(yin)素放電的(de)(de)情況而專門設計(ji)了(le)檢測(ce)電(dian)路,一(yi)旦檢測到電(dian)池(chi)電(dian)壓降低,就會重新(xin)啟動充(chong)電(dian)過程(cheng)
綜上所(suo)述,隨著(zhu)便(bian)攜式產品突發猛(meng)進的發展,尤其是(shi)手機的普及,以及鋰離(li)子電池的廣泛應用,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。