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鋰電池充電芯片學習

基礎

充電階段

涓流/預充電模式

一般在電池低于設置的預設快充開啓閾值V_BAT_LOWZ,高於預設涓流/預充閾值V_BAT_SHORTZ 会自动进入此模式。这通常意味着电池处于深度放电状态。

为何如此选择?——核心原因:保护电池,防止致命损伤

  1. 避免化学损伤和安全隐患:深度放电的锂离子电池,其内部化学物质活性降低,内阻增大。如果此时直接施加大电流快速充电,会产生大量热量,不仅会严重损害电池的化学结构,导致容量永久性衰减,更极端情况下可能引发电池鼓胀、漏液甚至热失控,存在安全隐患。涓流充电以小电流“温柔”地激活电池活性物质,是一种安全的恢复性充电。

  2. 温和提升电压至正常工作窗口:锂离子电池有一个安全的充电电压窗口(通常约3.0V至4.2V)。涓流充电的目标就是将电池电压从危险的低压区缓慢而稳定地提升到这个窗口的起点,为后续大电流快充做好准备。

可配置参数的意义

  1. ITRICKLE(典型20mA)和 IPRECHG(典型160mA):允许工程师根据具体电池的容量和特性,设置最合适的唤醒电流。对于小容量电池,过大的预充电电流同样有害;对于大容量电池,过小的电流则会导致唤醒时间过长。

  2. 总结:涓流充电模式的本质是一种保护性充电,其首要目标是安全,次要目标才是恢复电量。它是电池从“深度睡眠”或“濒危状态”恢复正常必须经过的“缓冲带”

快速充電/恆流模式

當電池電壓通過預充電階段上升並穩定超過V_BAT_SHORTZ時,芯片會立即切換至此模式。

何如此选择?——核心原因:在安全前提下追求极致效率

  1. 最大化充电速度:在电池电压处于3.0V至4.2V这个健康区间时,电池能够接受较大的充电电流。在此阶段采用恒定的最大允许电流(如3.5A)充电,可以最快地将大部分能量注入电池,显著缩短整体充电时间。这是提升用户体验的关键阶段。

  2. 基于安全基石的效率追求:快速充电的前提是电池已脱离“危险区”。芯片会持续监控电池电压、温度,确保快充过程始终在安全范围内进行。

可配置参数的意义

  • ICC(最大3.5A):这是整个充电系统的核心性能指标。系统设计者可以根据适配器功率、系统散热能力和电池规格(例如,0.5C倍率)来设定一个最优的快速充电电流,在速度和安全性、温升之间取得平衡。

总结:快速充电模式是在电池状态安全可控的前提下,实现的效率最大化策略。它利用了电池的最佳充电区间,实现了“时间与电量”的赛跑。

連續充電/恆壓模式

當電池電壓達到或接近設定的終止電壓(VBAT_REG 4.2V)時,芯片從恆流模式切換至恆壓模式

为何如此选择?——核心原因:确保充满并保护电池寿命

  1. 防止过充,保护电池健康:锂离子电池对过压极其敏感。如果电压超过上限仍继续充电,会加剧电极材料的氧化和电解液的分解,导致电池容量迅速衰减和循环寿命缩短。恒压模式的核心作用就是钳制电池电压,使其精确稳定在安全上限,从根本上杜绝过充风险。

  2. 让电池“自然饱和”:在电压恒定的情况下,电池内部的电化学势会逐渐接近外部电压,充电电流会自然衰减。这个过程就像往一个快要满的杯子里倒水,需要放慢速度以免溢出。这确保了电池能够真正达到接近100%的电荷饱和状态。

  3. 为充电终止提供判断依据:电流的自然衰减为判断“充满”提供了可靠的标准。

  VBAT_REG:允许适配不同化学体系的电池(如标准锂离子电池4.2V,高压锂离子电池4.35V或4.4V),是电池兼容性的关键。

  ITERM(如80mA):设定一个合理的终止电流阈值(通常为快充电流的3%-5%)。当电流小于此值,表明电池已基本饱和,继续充电效率极低,此时终止充电最为经济合理。

充電停止/再充電

何時中止充電?

在恆壓電流充電模式下,儅充電電流持續低於ITERM並超過防抖時間后,芯片判定電池已經充滿,終止充電。

爲何自動再充?

電池存在自己放電的現象,且系統可能在待機時有微小功耗。如果再充電閾值(VRECHG 4.1V)設置得當,當電池電壓因上述原因下降至此與之閾值時,SC89620S能自動開啓一個充電周期,確保設備在需要時總能保持高電壓狀態,實現'免維護'的電源管理

全局安全监控:贯穿始终的“守护神”

无论处于哪个模式,SC89620S的安全机制都在后台运行:

  • 独立安全定时器:为每个主要充电阶段(预充、快充)设置最大时间限制。这是为了防止因电池故障(如内部短路导致电压无法上升)而陷入无限充电的死循环,是最后的硬件安全保障。

  • 温度监控:通过NTC引脚持续监测电池温度。一旦温度超出JEITA规范设定的窗口(如0℃至45℃充电),会自动调整充电电流或暂停充电,防止高温/低温充电对电池造成不可逆损害。

总结来说,SC89620S通过多阶段充电策略,实现了一个核心目标:在正确的时机,用正确的方式,为电池安全、快速、健康地充电。​ 涓流充电是安全底线,快速充电是效率追求,恒压充电是寿命保障,而再充电和各项监控则是智能化与可靠性的体现。这种精密的算法设计,正是现代高性能电池管理芯片的价值所在。

客戶需求大全

如何设置不同的充电电流?
如何设置充电截止电压?
如何IC最大的充电时间是多少?
如何Recharge复充的机制?
如何/QON开关机的机制?
如何VSYS,VBAT电源路径是怎么管理的,插上TYPEC是要优先取用TYPEC的电還是?

手冊閲讀技巧

1.觀察規律,按照大綱一點一點解刨

http://www.dtcms.com/a/614017.html

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