便携式电子装置电池的充电管理

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1、便携式电子装置电池的充电管理

2、第1...摘要：结合应用实例，简要介绍了几种充电电池的不同特性，及BQ2000充电管理芯片的应用以及使用中的注意事项。关键词：充电电池；充电管理；集成电路BQ2000ManagementofChargeableBatteriesforPortableElectronicDevicesH)和锂离子(Li-Ion)电池是其中的三大竞争者，表1列出了它们各自的特点。表13种可充电电池的特性比较电池特性Ni-CdNi-MHLi-Ion能量密度H电池居于其余两者之间，由于Ni-MH电池近几年来性能有长足的改进，因而需要较高能量密度的场合，Ni-MH电池具有较强的成本竞争

3、力。便携式装置的制造商利用各种电池的不同特性来实现他们的产品性能和成本目标，以便在市场上较好地定位和区分他们的产品。这些电池不同的性价比也使得制造商为同产品提供多种电池组选择，使消费者可根据自身的需要来选择适合的电池。这样一来电池多样化的局面便形成了，而各种充电装置也必须支持多种化学电池的充电方法。围绕电池充电这一问题，人们想了不少办法，各种充电控制方法应运而生。以前，一般都是采用一些常用的集成电路和分立电子元器件搭构成具有一定功能的装置，对充电电压或充电电流加以控制。对于现代Ni-Cd、Ni-MH及Li-Ion电池的再充电，其典型的控制方法是用一个具有模/数变换的微处理器，不同的开关变换

4、器充电控制电路及带温度补偿的不同的电压基准，加上有关镍基和锂基化学的相应知识来设计预充电判定、状态处理、充电计算和维护充电的技术来进行。完成这样的充电控制，成本是比较昂贵的，工艺也比较复杂，充电器体积相对来说也较大。为了降低成本，缩小体积，减少设计的复杂程度，BENCHMARK公司（已被TI收购）研制了一种全集成且能为多种化学结构电池充电进行管理的，半导体集成电路BQ2000。3BQ2000简介BQ2000是一种8脚开关型充电控制集成电路，适用于多种化学结构电池的充电管理，能实现高精度充电控制。它简化了LiIon、NiCd和NiMH电池的充电过程，把必要的功率转换和多种化学结构电池的

5、充电控制算法及其它许多现代化学电池充电需要的功能电路制作到同一块半导体集成电路芯片上。其主要特点如下：——可对镍镉、镍氢、锂离子电池进行安全充电管理；——高频开关模式控制器使得充电效率可达90％以上；——可防止对电池组的过充电和欠充电；——初充电模式可检测电池短路、损坏以及电池过热；——快速充电结束方式，对镍基电池可选择为峰值电压（PVD）和最长时间关断模式，对锂电池可选择为最小电流和最长时间关断模式；——可编程的涓流充电方式，使严重亏电电池得以恢复，并有过充维护功能；——补足充电模式可使镍氢电池达到最大容量；——电池组放入与取出检测；——低功耗的休眠方式。图1是BQ2000的管脚排列图，

6、而图2则是其简略功能方框图。500)this.style.ouseg(this)">图1BQ2000管脚排列图500)this.style.ouseg(this)">图2BQ2000功能方框图各管脚功能如下:脚1（SNS）充电电流检测输入端（此端口利用与电池组相串联的检测电阻上的电压来限制充电电流）。脚2（Vss）电源地。脚3（LED）充电状态输出端。用一只外接发光二极管的亮、暗及闪烁来显示不同的充电状态。脚4（BAT）电池电压的输入端。由一个加在充电电池两端的电阻分压器，产生此电池的电压检测输入信号。脚5（Ts）温度检测输入端。是充电电池组温度检测电路的输入，它由外接电阻和负温度系数的热

7、敏电阻组成，用于设定高低温度的阈值。脚6（RC）定时器的程序输入。在充电循环中，RC输入为最大充电时间，对关断周期和涓流充电率进行编程，且可控制有无补足充电模式。脚7（Vcc）芯片电源引入引脚。脚8（MOD）充电控制输出端。用来控制电池的充电电流。4BQ2000的工作原理Ni-Cd，Ni-MH及Li-Ion电池需要精确控制最大化学电池容量，又要防止过量充电，因为，过量充电会减小电池的使用寿命，而且会对终端设备造成物理伤害。针对这种情况，BQ2000是这样做的，首先由振荡器和内部振荡器共同作用到时钟脉冲发生器，产生时钟信号，用来控制数／模转换、－ΔV运算器及其它有关单元电路，并使之同步工作。

8、对于电池充电电压的采样，BQ2000在瞬间中断充电电流期间进行采样，以求采样的精确。采样电压从脚4（BAT）进入电路内部，经模／数转换后送入－ΔV运算器处理。并将运算结果送入充电控制单元，随时控制充电过程，经每秒成千上万次采样、运算、控制，使其达到精确控制的目的。在充电初始阶段，BQ2000通过监视电池的电压来检测电池的化学结构，一旦确定了化学结构，立即用适当的算法确定符合该化学结构的控制方法。这个过程排除了欠充电和过充