工業(yè)電池充電器的主要特性

如今，電池充電器的作用變得越來(lái)越重要，便攜式和備用電池管理系統(tǒng)已成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠帧?/p>

為了確保電池管理系統(tǒng)的安全性和可靠性，需要穩(wěn)定可靠的控制裝置來(lái)降低電池故障和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。這些充電器控制裝置還有助于維持電池溫度并延長(zhǎng)電池壽命。ADI公司提供高度可靠且高效的集成有線和無(wú)線多化學(xué)組成充電器控制器解決方案，適用于工業(yè)自動(dòng)化、醫(yī)療、物流和零售、備用系統(tǒng)、儀器儀表和能量收集等諸多應(yīng)用。

工業(yè)電池充電器的主要特性：

寬輸入電壓（4.5 V至80 V）

線性和開(kāi)關(guān)拓?fù)?/p>

充電終止

最大功率點(diǎn)跟蹤(MPPT)

NTC熱敏電阻輸入

USB PD/OTG控制充電

智能電池充電

快速充電支持

CV-CC充電

輸出監(jiān)控引腳

可編程電流限值

多化學(xué)組成和多電芯支持

不良電池檢測(cè)

獨(dú)立和數(shù)字遙測(cè)

PowerPath控制

雙電池充電支持

過(guò)壓保護(hù)

在《工業(yè)電池充電器概述》第一部分，重點(diǎn)介紹了電池充電器，包括開(kāi)關(guān)充電器、線性充電器以及寬輸入電壓和多化學(xué)組成。

開(kāi)關(guān)充電器：開(kāi)關(guān)充電器是一種使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器來(lái)調(diào)節(jié)充電電流和電壓的電池充電器。開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器根據(jù)電池的充電狀態(tài)等因素調(diào)節(jié)輸出電壓和電流，確?？焖?、安全地對(duì)電池進(jìn)行充電。開(kāi)關(guān)充電器的一大優(yōu)點(diǎn)是能夠處理各種輸入電壓，非常適合與壁式適配器、USB端口和無(wú)線充電板等各種電源一起使用。

線性充電器：線性充電器是一種使用線性穩(wěn)壓器來(lái)控制充電電流和電壓的電池充電器。與使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器來(lái)提高效率的開(kāi)關(guān)充電器不同，線性充電器以熱量形式耗散多余能量，從而調(diào)節(jié)充電電流。因此其效率低于開(kāi)關(guān)充電器，但實(shí)現(xiàn)方案更簡(jiǎn)單且成本更低。

寬輸入電壓和多化學(xué)組成：多化學(xué)組成充電器能夠?yàn)椴煌?lèi)型的電池充電，例如鋰離子、鎳金屬氫化物和鉛酸電池。與只能為一種電池充電的單一化學(xué)組成充電器相比，多化學(xué)組成充電器功能更多且更加便利。

以上只是對(duì)不同電池充電器的簡(jiǎn)單介紹，更詳細(xì)的介紹請(qǐng)查看白皮書(shū)《工業(yè)電池充電器概述》。

基于電池化學(xué)組成的充電曲線

充電周期因化學(xué)組成而異。恒流-恒壓充電曲線的示例如下所示。必須考慮基于電池化學(xué)組成的充電曲線。電池充電曲線是指用于安全有效地為電池充電的具體方法和算法。

無(wú)論是用于智能手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車(chē)還是可再生能源存儲(chǔ)系統(tǒng)，充電過(guò)程對(duì)于維持電池的性能、使用壽命和安全性都至關(guān)重要。有幾種常見(jiàn)的充電曲線，均根據(jù)電池的特定化學(xué)組成和設(shè)計(jì)而定制。

鉛酸電池充電周期

鋰離子電池充電周期

智能充電器

智能充電技術(shù)完全改變了設(shè)備充電方式。它使用智能算法和傳感器來(lái)優(yōu)化充電過(guò)程，從而縮短充電時(shí)間并延長(zhǎng)電池壽命。

智能充電器配備微處理器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控充電過(guò)程。它們可以檢測(cè)正在充電的設(shè)備類(lèi)型，并對(duì)充電參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。例如，用于便攜式工業(yè)條碼掃描儀的智能充電器可以根據(jù)電池的容量和健康狀況來(lái)調(diào)整充電電流和電壓，從而實(shí)現(xiàn)更快速、更安全的充電。

智能充電的一大好處是可以延長(zhǎng)電池的使用壽命。通過(guò)監(jiān)控電池的溫度和充電電平，智能充電器可以防止過(guò)度充電和過(guò)熱，避免對(duì)電池造成長(zhǎng)期損壞。這有助于延長(zhǎng)電池的使用壽命，并減少頻繁更換電池的需要。

智能充電器也比傳統(tǒng)充電器更高效。它們可以檢測(cè)電池何時(shí)充滿電并停止充電過(guò)程，從而減少能源浪費(fèi)并節(jié)省電費(fèi)。因而成為對(duì)充電設(shè)備而言比較環(huán)保的一種選擇。

總體而言，智能充電技術(shù)改變了我們?yōu)樵O(shè)備充電的方式。通過(guò)優(yōu)化充電過(guò)程，智能充電器可以提供縮短充電時(shí)間、延長(zhǎng)電池壽命并提高能源效率。

PowerPath

PowerPath控制是一種自動(dòng)負(fù)載優(yōu)先級(jí)電路，能夠在USB端口、壁式適配器和電池等多個(gè)輸入源之間自主、無(wú)縫地管理電源流向，同時(shí)優(yōu)先向系統(tǒng)負(fù)載供電。在傳統(tǒng)的電池供電充電系統(tǒng)中，用戶必須等到電池電量和電壓水平充足后才能獲得系統(tǒng)電源。而采用理想二極管的PowerPath控制能夠讓產(chǎn)品插入電源后立即運(yùn)行，而不管電池的充電狀態(tài)如何，這通常稱為即時(shí)啟動(dòng)操作。

PowerPath控制電路可以采用線性拓?fù)浜烷_(kāi)關(guān)拓?fù)洹＞€性PowerPath拓?fù)涞膬?yōu)點(diǎn)包括具有外部高壓降壓的Bat-Track自適應(yīng)輸出控制功能，以及通過(guò)電源流向系統(tǒng)負(fù)載提高熱性能。開(kāi)關(guān)模式PowerPath技術(shù)保留了這些優(yōu)勢(shì)，同時(shí)提高了對(duì)負(fù)載/系統(tǒng)和電池的供電效率。它消除了線性電池充電器元件中的功率損耗，在電池電壓低和/或輸入功率有限（即USB）時(shí)，這一點(diǎn)顯得尤其重要，因而具有出色的熱性能。第二大優(yōu)勢(shì)是當(dāng)電池電壓較低時(shí)，它能夠從標(biāo)準(zhǔn)USB端口（約2.3 W）提取高達(dá)700 mA的電池充電電流。

常見(jiàn)的PowerPath應(yīng)用包括備用系統(tǒng)、背光應(yīng)用、工業(yè)手持設(shè)備、工業(yè)照明和醫(yī)療儀器。

設(shè)計(jì)考慮因素

最大功率點(diǎn)跟蹤

理想情況下，任何使用太陽(yáng)能電池板的系統(tǒng)都將以最大功率輸出運(yùn)行該電池板。對(duì)于太陽(yáng)能電池充電器來(lái)說(shuō)尤其如此，其目標(biāo)是在盡可能短的時(shí)間內(nèi)捕獲和存儲(chǔ)盡可能多的太陽(yáng)能。換言之，由于我們無(wú)法預(yù)測(cè)太陽(yáng)能的可用性或強(qiáng)度，因此我們需要利用盡可能多的能源。

在最大功率點(diǎn)運(yùn)行太陽(yáng)能電池板有很多方法。最簡(jiǎn)單的方法之一是通過(guò)二極管將電池連接到太陽(yáng)能電池板。這需要將電池板的最大輸出電壓與電池相對(duì)狹窄的電壓范圍匹配。當(dāng)可用功率非常低（大約低于幾十毫瓦）時(shí)，這可能是比較理想的方法。

審核編輯：湯梓紅