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锂离子电池的线性和开关式充电解决方案

发布时间:2020-06-30 23:09:08 阅读: 来源:高头车厂家

锂离子充电

本文引用地址:充电或放电速率通常根据电池容量来表示。这一速度称为C速率。C速率等于特定条件下的充电或放电电流,定义如下:

I=M×Cn

其中:

I = 充电或放电电流,A

M = C的倍数或分数

C = 额定容量的数值,Ah

N = 小时数(对应于C)。

以1倍C速率放电的电池将在一个小时内释放标称的额定容量。例如,如果标称容量是1000mAhr,那么1C的放电速率对应于1000mA的放电电流,C/10的速率对应100mA的放电电流。

通常生产商标定的电池容量都是指n=5时,即5小时放电的容量。例如,上述电池在200mA恒流放电时能够提供5小时的工作时间。理论上该电池在1000mA恒流放电时能够提供1小时的工作时间。然而实际上由于大电池放电时效能降低,此时的工作时间将小于1小时。

那么怎样才能正确地为锂离子电池充电呢?锂离子电池最适合的充电过程可以分为四个阶段:涓流充电、恒流充电、恒压充电以及充电终止。参考图1。

阶段1:涓流充电——涓流充电用来先对完全放电的电池单元进行预充(恢复性充电)。在电池电压低于3V左右时,先采用最大0.1C的恒定电流对电池进行充电。

阶段2:恒流充电——当电池电压上升到涓流充电阈值以上时,提高充电电流进行恒流充电。恒流充电的电流在0.2C至 1.0C之间。恒流充电时的电流并不要求十分精确,准恒定电流也可以。在线性充电器设计中,电流经常随着电池电压的上升而上升,以尽量减轻传输晶体管上的 散热问题。

大于1C的恒流充电并不会缩短整个充电周期时间,因此这种做法不可取。当以更高电流充电时,由于电极反应的过压以及电池内部阻抗上的电压上升,电池电压会更快速地上升。恒流充电阶段会变短,但由于下面恒压充电阶段的时间会相应增加,因此总的充电周期时间并不会缩短。

阶段3:恒压充电—— 当电池电压上升到4.2V时,恒流充电结束,开始恒压充电阶段。为使性能达到最佳,稳压容差应当优于+1%。

阶段4:充电终止——与镍电池不同,并不建议对锂离子电池连续涓流充电。连续涓流充电会导致金属锂出现极板电镀效应。这会使电池不稳定,并且有可能导致突然的自动快速解体。

有两种典型的充电终止方法:采用最小充电电流判断或采用定时器(或者两者的结合)。最小电流法监视恒压充电阶段的充电电流,并在充电电流减小到0.02C至0.07C范围时终止充电。第二种方法从恒压充电阶段开始时计时,持续充电两个小时后终止充电过程。

上述四阶段的充电法完成对完全放电电池的充电约需要2.5至3小时。高级充电器还采用了更多安全措施。例如如果电池温度超出指定窗口(通常为0℃至45℃),那么充电会暂停。晶体管相关文章:晶体管工作原理

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