电路使单个镍氢电池能够模拟锂电池

锂基（Li+）电池在便携式设备中变得越来越普遍。它们具有理想的特性，但往往供不应求。交货时间可能很长，除非您在电池制造商处具有首选客户身份。因此，Li+的备份替代品是可取的，特别是对于较小的公司。本文介绍了一种电路，该电路允许在为Li+电池设计的电路中使用镍氢（NiMH）电池。它提供与Li+电池相同的性能，尺寸和成本。

镍氢（NiMH）电池仍然被广泛使用。它们比Li+电池经济得多，并且尺寸非常小（现已提供AAAA）。

镍氢接口的设计注意事项

将NiMH电池与锂优化电路接口的电路应模拟电池的端电压，该端电压随着电池放电而下降。Li+电池（3.6V）的标称端电压约为NiMH电池（1.2V）的三倍。因此，作为一种简单的方法，您可以强制高效升压转换器的输出等于电池电压乘以3：6V/1.2V = 3。

然而，允许电路在关断期间持续运行会消耗不必要的功率。在关断期间，NiMH电路的等效漏电流（静态电流）可高达200μA，这是不可接受的。事实上，关断期间只需要电源控制功能。

在关断状态下，您可以运行建议的电路，而不是在关断时保持3倍的NiMH电压，该模式仅在电路输出降至定义的阈值以下时激活升压转换器。当输出达到上限阈值时，升压关断，允许输出电容通过输出负载和NiMH电路放电。因此，输出电压形成锯齿波。但是，如果电池电压低于下限，电路将保持停用状态，以保护电池不耗尽。

拟议的接口电路

图1所示电路通过在NiMH电池和锂优化电源管理电路之间提供接口来实现上述思路。MODE输入控制电路;高给出锯齿，低给出 3*V巴特.

图1.该电路输出由单个镍氢电池供电，模拟Li+电池的放电特性

积分器连接的运算放大器通过驱动 U1 的反馈节点产生三倍于该电压的输出，使电池电压成倍（图 2）。为了避免与U1的内部误差比较器相互作用，并提供噪声滤波，需要较大的积分器时间常数。在低功耗模式下，微处理器监控器IC（U2）监视输出电压并控制U1。与U2相关的电阻串为该器件设置了近似的2.4V和4V门限。

图2.对于图1中电路的正常工作，即V在≥ 0.9V， V外= 3V在

最后，当电池电压降至阈值（通常为0.9V）以下时，升压转换器必须始终关断。该关断由转换器自身的内部比较器完成;Tiny Logic网络根据MODE控制输入、斜坡阈值检测器（U2）和U1的内部电池比较器的状态选择正确的工作模式。为确保在输出为1V时从0.0V启动，逻辑网络必须直接从电池供电。所示逻辑系列 （ULP） 的工作电压低至 0.9V;低于0.9V，电池接近耗尽。

使用如图所示的元件，该电路的锯齿占空比为10%（图3）。请注意，电路具有潜在的锁定状态。在锯齿模式下运行时，U2 的上限阈值必须始终小于 U1 的最大输出。否则，U2 不会关闭 U1。U1的最大输出由其FB节点上的R9-R10电阻串设置。（由于运算放大器输出在低功耗模式下处于高阻抗，因此不会从节点拉电流）。

图3.在锯齿模式下，图1中的电路具有10%的占空比

该电路不包括Li+电池充电接口。该功能可以通过与充电器和电池串联的p沟道MOSFET来实现，此外还可以增加一个运算放大器，以将MOSFET的充电器侧伺服至3 * VBATT。

审核编辑：郭婷