简化的锂离子电池应用系统ppt课件.ppt

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1、锂离子电池管理中的问题与解决方案郑刚2014年8月CONFIDENTIAL以电池为核心的移动系统OVPChargerMUICWLEDDriverAudioCodecBuckLDO2简化的锂离子电池应用系统3锂离子电池的特性CONFIDENTIAL锂离子电池的等效电路End-of-DischargeVoltageQmax：最大化学容量EDV：放电终止电压Quse

2、特性变化明显随寿命不同，同样电流导致的影响不同Qmax衰减阻抗增加6CONFIDENTIAL放电电流对容量的影响7CONFIDENTIAL开路电压(OCV)vs放电容量8CONFIDENTIALOCVvsDOD(放电深度，以其Qmax归一化)BatterieswithdistinctcapacityNormalizedtotheirownQmax9CONFIDENTIAL电池充电电压与容量和寿命的关系10CONFIDENTIAL电池充电电流与电池寿命之间的关系阻抗增加11CONFIDENTIAL温度、DOD和R

3、BAT的关系温度升高导致电池内阻降低(NTC)/深度放电导致内阻提高12最后的屏障锂离子电池的保护保护电路14保护电路IC内部框图15充电策略及其实现三阶段策略17开关式充电ICRT9450ART9451(12V，4A)RT9531/5/8(30V)充电IC分类线性充电ICRT9502RT9503ART9521RT9532RT9532HRT9536SS600018线性充电具有可调电流限制的线性稳压器调整目标：充电电流(CC)-不同阶段有不同的电流限制2.电池电压(CV)3.发热状况电流限制19线性充电的特点易于

4、控制低噪声外部元件少大量功率消耗在MOSFET上(导致电池发热、降级)5.电流越大，消耗越大适合于低容量电池应用20开关式充电(电流放大器)调整目标：充电电流/输入电流限制(CC)-电流限制2.电池电压(CV)3.发热状况具有可调电流限制的Buck型降压电路能量流动方向VIN=5.0V,VBAT=3.3V,Icharge=1.25A21开关式充电与线性充电的差异输入电流限制模式恒功率充电VBAT↑IBAT↓通常IBAT>IINlimit(IBAT>500mAwhenUSB500)充电电流调整模式恒定IBAT充

5、电VBAT↑IIN↑充电曲线与线性充电相同22USB输入(5.0V,500mA)线性充电电流=500mA；开关式充电电流=(500mA/D)=833mA(D=0.6)~595mA(D=0.84)开关式充电的充电曲线在输入限流情况下充电更快(不考虑电池发热问题,IC<1C)充电电流调整输入电流受限231500mAH电池充电曲线比较线性开关式USB5001500mAhr节约11%时间@终止充电电流=100mA24开关式充电IC的逆应用——支持OTG能量流动方向VBAT=3.8V,OTG=5.0V,Load=0.

6、15A25开关式充电的特点MOSFET功率消耗少大电流充电效率高低输入电流应用时，充得更快4.支持USB-OTG设备(Boost模式)控制结构复杂有开关噪声(EMI问题)外部元件多26温度对充电策略的影响温度对电池容量、电压的影响28RT9525应用电路29温度测量电路的参数计算30JEITA规范31RT9519A应用电路32RT9519A的温度检测方法和JEITA支持方法33RT9528应用电路34RT9528内部电路框图35RT9528的固定温度检测点36通过修改寄存器改变冷热判断温度37温度对输出的影响—

7、—通过TS电压触发38路径管理问题输入、充电器、电池和负载之间的关系40串联负载电流先经过电池，再进入负载41并联负载电流同时进入电池和负载；自动切换；电压有跳变。42自动路径管理43负载负载优先！43RT9525内部框图(部分)44RT9525的输入电流限制45APPM的表现形式46让开关型Charger实现APPM负载47动态功率管理(DPM)——MIVR接系统当电源供电能力低于系统和充电之需时，DPM起作用：输入电压降低，调整目标变成稳定输入电压至设定值。48测试模式RT9532的测试模式CONFIDEN

8、TIAL输入限流模式(AICR)USB100：95mAUSB500：395mAISet：upto1.2AFactory：工厂模式/测试模式无需电池(NoEOC)输出电流最大2.3A没有热调整方便测试需要有电池或电池模拟器以防止进入EOC状态。50RT9450A的测试模式无需电池，自动输出4.3V电压，负载能力2.3A，不做热管理NoBattery51电池电量计了解电池充放电状况的工具C