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精确的恒流调节有助于提升快速充电

模块电源电池在充电时通常经历两个阶段:恒定电流(CC)和恒定电压(CV)。当大部分能量从充电器传输到电池时,CC大致用于充电的前67%时间。在剩余充电时间的最后33%内,则是恒定电压,以充分充电并保持电充满。考虑到放电电流,并保持电池电压完全充电,一些充电器在CV期间泵送小电流(也称为涓流充电)。电池完全充电所需的时间取决于其容量和最大允许充电电流,是电池化学和环境温度的函数。例如,如果您有一个容量为3000mAh,充电率为0.8C的锂离子电池(其中C表示在一小时内为电池充电所需的电流,这是电池制造商建议延长电池寿命的默认电量),电池需要两到三个小时才能完全充满电。


两种主要的快速充电方式分别是高电压和低电流(传统方法)、高电流和低电压(新主流趋势)。第一种方法使用现有的充电线,并将电流限制在约2A,同时将电压提高到15V。该方法的问题是设备侧电压转换阶段的散热高,从而导致电池寿命缩短,可转移到电池的最大允许能量减小。


第二种方法使用接近电源模块电池电压的电压,以及可以直接流向电池的较高电流。这种方法通常被称为直充或闪充。该方法允许在较低温度下实现更高的充电率,因为器件侧无电压转换。然而,闪充需要特殊的充电线来实现更高的电流流动。这个想法是尝试以尽可能接近最大允许速率的速率对电池充电,以最小化充电时间。


精确的电流控制回路是必要的,用以实现更快的充电时间,并可在其它模块(电池充电器和燃油表已使用类似模块)之上添加额外保护层。虽然您可以集成电流检测功能,但是很难匹配达到专用电流检测解决方案使用小分流电阻最大限度减少了散热而提供的精度水平,也很难匹配达到监控高边电流的能力。


TI提供各种适用于闪充的专用电流传感器。这些解决方案包括INA210系列,其可在较宽的动态范围内提供极好的精度;INA199具有精度和成本的绝佳组合;和新型INA181系列,它在带宽、精度和价格方面提供最佳价值。