充放电路方案选择和要考虑的一些问题

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充放电路方案选择和要考虑的一些问题 [复制链接]

这几年的电子产品中，使用快速充电已是热门话题，再进行从充电器设计到充电管理芯片，也是关心的焦点，现在总结一些充放电路方案选择和要考虑的一些问题

充电IC选择是个系统问题


选择充电器要考虑除了电池电压充电电流之外的需要，如系统的供电路径管理和电池管理的需要，如冷热和安全，系统对充电电路特性的需要，如干扰和充电速度等等，使其成为一个系统问题。


本地负载连接在哪里？


直接与电池连接，电池脱离之前和外部电源接入点都可能接有负载，利用充电电源反向升压做OTG或其它较高电压应用，如喇叭或闪光灯。优先保证哪个负载以及如何保证。


BAJ/JEITA扩展充电建议


在10℃~45℃或者电池厂建议的适宜温度范围内适当提高电池充满电压，可在不影响安全和寿命的前提下获得5%左右的储能提高。BAJ/JEITA建议规定以电池腰部外皮温度为准。


开关还是线性


首先要考虑容许的发热程度，其次才是芯片散热能力。除了能量收集应用外，效率只因与发热有关才考虑的。对于小型装置，最终发热限制是设备的散热能力，然后才轮得到考虑芯片散热。

如何处理无电池和弱电池


无电池时如何保证部分或全部系统功能可工作，电池电压低无法承受大电流时要不要维持系统工作，电池或外部电源负载能力低无法满足某些功能需要时如何相互配合共同工作。


USB PD、Type-C和OTG


PD和Type-C均不支持OTG的ID引脚功能，PD需要复杂的通信建立供电关系，Type-C通过在CC引脚上的电阻端接说明其角色。Type-C最为简洁，需确定有谁识别CC端接和决定供电/用电。


输入电源多样性


任一接入类似电源尽可能保持可工作，需要照顾到电源的不同过流保护设计，譬如恒功率保护、最大输出电流回退和关断触发的情形。除了最后一个情况，限制最低输入电压都可维持有效工作。


电池脱离还是充电回退保持


电池脱离在充满后使电池与充电电源断开使电池不会长时间处于高电压充电状态有利于延长电池寿命，但增加了脱离开关引起损耗和增加成本。回退保持以牺牲部分容量换来长电池寿命。
动态电流分配和桥接需要


当外部供电能力有限时牺牲充电电流、优先保证系统用电即动态电流分配。多个口分别接入充电电源和放电负载时，充电电源形成桥接直接向负载供电、并且在充电电源供应不足时电池补充供电。


光伏和弱控制电源的特点

光伏电源在输出能力下降时可从负载吸回电流，需要精密的防回灌设计。弱控制电源的空载高压可能导致过压保护，短期供应不稳定应保持参数设置和显示的稳定。

指示或显示的要求


充满后长时间保持指示点亮引起不必要的功耗和导致光污染。弱电源充电时采用间歇指示设计可充分利用能量，同时避免弱控制电源的不稳定影响显示花样特征。

配合电量计量的需要


OCV方法可仅利用电压测量及数分钟短期内的电压变化确定电池的相对电流和给出续航时间预期。配合精确的短期电荷计量，如电流积分或利用精准电流充放得到电量的定量值。