锂离子电池充电的基础知识以及设计注意事项

锂离子电池跟大家生活息息相关，比如智能手机、电脑、手环、穿戴设备等里面都有锂离子电池。

充电流程

锂离子电池充电分为三个阶段预充电、恒流充电、恒压充电。曲线如下图所示：

预充电

深度放电的电池在充电初期需要一个预充电的过程，此时充电电流必须很小。预充电的阈值电压一般是2.5V左右。预充电的作用还有解除电池保护电路的欠压保护状态的作用。现在电池一般都存在保护板，不会导致电池过放。

恒流充电

当电池电压超过预充阈值电压后，充电进入恒流充电阶段。在该模式下，充电器会按照设定的电流给电池充电。其充电电流的设置和电池的容量有关。大多数充电电流设置在0.5C~1C之间（C是电池容量，单位为mAh）。当电池内阻低时，可以使用更高的电流进行充电，比如2C或4C。

恒压充电

当电池电压达到电池额定电压时（一般是4.2V或4.35V），充电器从恒流模式切换到恒压模式，充电电流逐渐下降。当电流下降到充电电流的10%时，充电会截止（截止精度查阅具体充电器芯片手册）。

复充电

当电池电压降到复充电压阈值时（通常在3.9V~4V）时，充电过程将重新开始。

充电模式

只要输入电压高于电池电压，就能充电。但实际应用中，我们会采用专用的充电芯片来进行恒流恒压充电，以保护电池。目前常见的充电模式有两种：线性充电与开关式充电。

线性充电

线性充电芯片的内部框图如下图所示。内部VIN与BATT之间由MOSFET连接，类比于LDO。该方式优点是简单、外围器件较少。缺点是当输入电压与电池电池相差较大时，电压差乘以充电电流形成的功耗会以热量的形式消耗掉，造成浪费，也会使充电芯片加热，降低系统性能。在小充电电流低压差的场景适合使用线性充电。

开关式充电

开关式充电原理是使用Buck架构来实现的。基本框图如下所示，该种模式下功率恒定，结构相对来说复杂。在高压差大电流下仍有很高的充电效率。

以上就是锂离子电池充电流程及充电模式的一些介绍。
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