了解带有开关充电芯片的智能手机的充电管理

消费者对锂离子电池充电的安全性越来越重视. 因此，智能手机制造商在设计产品时必须掌握锂离子电池的相关规格和特性，并使用具有完善的电池检测和保护功能的充电芯片. ，以减少因过电流，过电压或过热情况引起的危险.

通常来说，锂离子电池的电气安全范围有限. 由于锂离子电池的特性，当电池电压在充电过程中升至最高设定电压时，应立即停止充电，以免因过充电而损坏电池；当电池供电（放电）时智能手机充电器原理图，如果电池电压降至. 必须将放电停止在最小设定电压以下，以免因过放电而缩短使用寿命. 另外，为了确保电池的安全性，锂离子电池还必须安装有短路保护装置，以免发生危险.

本文以开关充电芯片DIO5425为例，详细讨论了智能手机充电管理的系统级设计. DIO5425部署在手机电源输入接口中: USB / DC Source后，输入电流可通过开关转换同时用于手机系统电源和电池充电. DIO5425具有出色的充电管理功能和锂电池保护功能，支持USB2.0和USB3.0协议. DIO5425具有智能电源路径管理功能.

图1: DIO5425参考设计电路

锂离子电池充电管理芯片必须具有以下特征:

1. 可以为充电电池提供固定电流

当电池电压达到最大值且不再升高时，其充电电流将开始减小，以避免对电池过度充电而造成电池损坏；当充电电流下降到一定水平时，充电器将停止充电.

2. 确保电池电压可用

电池充电后，如果长时间不使用，自然会放电. 为避免电池过度自放电，电池电压会下降. 当电池电压低于设定电压时，充电器将重新启动. 给电池充电，以确保电池在使用时可以保持一定的电压.

3. 四阶段充电的简要说明

由于锂离子电池的特性，如果锂离子电池在充电之前已经过深度放电，则充电器会先以弱电流对电池充电（每个制造商的设置都不同，此处示例文章用途充电IC的设置值约为最大充电电流的10％，并且在充电过程中电池电压会升高.

4. 当电池电压上升到约3伏时，充电器会以最大充电电流将CC电荷更改为电池智能手机充电器原理图，并且电池电压会继续上升.

当电池充电电压升至约4.2伏特（即锂离子电池的饱和点电压）时，充电器将通过CV充电为电池充电. 此时，充电电流开始减小. 当充电电流下降到大约等于预充电电流时，充电器停止为电池充电，充电完成.

无论使用通用串行总线（USB）还是使用交流电源适配器（Adapter）为电池充电，当电池开始充电时，如果充电时间超过了设定的时间，充电器仍将在预充电模式下运行在没有进入CC充电模式的情况下，或者在没有进入充电完成状态的情况下仍以CC / CV充电模式工作的情况下，充电器会通过IC的充电时间保护功能停止对电池充电.

以DIO5425为例，详细介绍锂电池的充电过程. 下图是锂电池的充电时间和详细的参数介绍.

图2: 锂离子电池充电曲线

Tri流充电或预充电

这时，锂离子电池的电压小于3伏（V）. 当充电器开始为电池充电时，由于锂离子电池的特性，其内部阻抗将非常大，因此充电器将首先使用较小的电流为电池充电，并且电池电压会继续升高.

恒流充电（CC充电）

当电池充电电压升至约3伏时，充电器将以最大充电电流以恒定电流对电池充电，这时电池电压会继续升高.

恒压充电（CV充电）

当电池充电电压上升到接近锂离子电池的饱和点电压的4.2伏时，充电器改变为以恒压模式对电池充电，并且充电电流开始减小.

充满电

当充电电流降至极小的电流时，充电器将停止为电池充电.

电池充满电后，如果长时间不使用，它将自然放电. 为防止电池过放电并导致电池电压下降，当锂离子电池电压降至4伏时，电源IC将重新启动电池. 电池以“ CC充电”模式充电，以确保电池在使用时可以保持一定的电压.

除了严格的充电管理时序外，开关型锂电池充电管理芯片还具有一系列保证的性能和安全性，例如充电状态指示，充电时间控制，NTC指示（热敏电阻可保持电池温度安全）以及自动充值. 对于保护功能，DIO5425集成了这些最新的电池管理策略. 鉴于空间有限，迪奥微电子AE团队将在下一期继续与您讨论有关智能手机的锂电池充电管理解决方案.

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