工业电池充电器的主要特性

如今，电池充电器的作用变得越来越重要，便携式和备用电池管理系统已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。

为了确保电池管理系统的安全性和可靠性，需要稳定可靠的控制装置来降低电池故障和爆炸的风险。这些充电器控制装置还有助于维持电池温度并延长电池寿命。ADI公司提供高度可靠且高效的集成有线和无线多化学组成充电器控制器解决方案，适用于工业自动化、医疗、物流和零售、备用系统、仪器仪表和能量收集等诸多应用。

工业电池充电器的主要特性：

宽输入电压（4.5 V至80 V）

线性和开关拓扑

充电终止

最大功率点跟踪(MPPT)

NTC热敏电阻输入

USB PD/OTG控制充电

智能电池充电

快速充电支持

CV-CC充电

输出监控引脚

可编程电流限值

多化学组成和多电芯支持

不良电池检测

独立和数字遥测

PowerPath控制

双电池充电支持

过压保护

在《工业电池充电器概述》第一部分，重点介绍了电池充电器，包括开关充电器、线性充电器以及宽输入电压和多化学组成。

开关充电器：开关充电器是一种使用开关稳压器来调节充电电流和电压的电池充电器。开关稳压器根据电池的充电状态等因素调节输出电压和电流，确保快速、安全地对电池进行充电。开关充电器的一大优点是能够处理各种输入电压，非常适合与壁式适配器、USB端口和无线充电板等各种电源一起使用。

线性充电器：线性充电器是一种使用线性稳压器来控制充电电流和电压的电池充电器。与使用开关稳压器来提高效率的开关充电器不同，线性充电器以热量形式耗散多余能量，从而调节充电电流。因此其效率低于开关充电器，但实现方案更简单且成本更低。

宽输入电压和多化学组成：多化学组成充电器能够为不同类型的电池充电，例如锂离子、镍金属氢化物和铅酸电池。与只能为一种电池充电的单一化学组成充电器相比，多化学组成充电器功能更多且更加便利。

以上只是对不同电池充电器的简单介绍，更详细的介绍请查看白皮书《工业电池充电器概述》。

基于电池化学组成的充电曲线

充电周期因化学组成而异。恒流-恒压充电曲线的示例如下所示。必须考虑基于电池化学组成的充电曲线。电池充电曲线是指用于安全有效地为电池充电的具体方法和算法。

无论是用于智能手机、笔记本电脑、电动汽车还是可再生能源存储系统，充电过程对于维持电池的性能、使用寿命和安全性都至关重要。有几种常见的充电曲线，均根据电池的特定化学组成和设计而定制。

铅酸电池充电周期

锂离子电池充电周期

智能充电器

智能充电技术完全改变了设备充电方式。它使用智能算法和传感器来优化充电过程，从而缩短充电时间并延长电池寿命。

智能充电器配备微处理器，可以实时监控充电过程。它们可以检测正在充电的设备类型，并对充电参数进行相应的调整。例如，用于便携式工业条码扫描仪的智能充电器可以根据电池的容量和健康状况来调整充电电流和电压，从而实现更快速、更安全的充电。

智能充电的一大好处是可以延长电池的使用寿命。通过监控电池的温度和充电电平，智能充电器可以防止过度充电和过热，避免对电池造成长期损坏。这有助于延长电池的使用寿命，并减少频繁更换电池的需要。

智能充电器也比传统充电器更高效。它们可以检测电池何时充满电并停止充电过程，从而减少能源浪费并节省电费。因而成为对充电设备而言比较环保的一种选择。

总体而言，智能充电技术改变了我们为设备充电的方式。通过优化充电过程，智能充电器可以提供缩短充电时间、延长电池寿命并提高能源效率。

PowerPath

PowerPath控制是一种自动负载优先级电路，能够在USB端口、壁式适配器和电池等多个输入源之间自主、无缝地管理电源流向，同时优先向系统负载供电。在传统的电池供电充电系统中，用户必须等到电池电量和电压水平充足后才能获得系统电源。而采用理想二极管的PowerPath控制能够让产品插入电源后立即运行，而不管电池的充电状态如何，这通常称为即时启动操作。

PowerPath控制电路可以采用线性拓扑和开关拓扑。线性PowerPath拓扑的优点包括具有外部高压降压的Bat-Track自适应输出控制功能，以及通过电源流向系统负载提高热性能。开关模式PowerPath技术保留了这些优势，同时提高了对负载/系统和电池的供电效率。它消除了线性电池充电器元件中的功率损耗，在电池电压低和/或输入功率有限（即USB）时，这一点显得尤其重要，因而具有出色的热性能。第二大优势是当电池电压较低时，它能够从标准USB端口（约2.3 W）提取高达700 mA的电池充电电流。

常见的PowerPath应用包括备用系统、背光应用、工业手持设备、工业照明和医疗仪器。

设计考虑因素

最大功率点跟踪

理想情况下，任何使用太阳能电池板的系统都将以最大功率输出运行该电池板。对于太阳能电池充电器来说尤其如此，其目标是在尽可能短的时间内捕获和存储尽可能多的太阳能。换言之，由于我们无法预测太阳能的可用性或强度，因此我们需要利用尽可能多的能源。

在最大功率点运行太阳能电池板有很多方法。最简单的方法之一是通过二极管将电池连接到太阳能电池板。这需要将电池板的最大输出电压与电池相对狭窄的电压范围匹配。当可用功率非常低（大约低于几十毫瓦）时，这可能是比较理想的方法。

审核编辑：汤梓红