基礎(chǔ)知識(shí)之充電控制IC

電池大致可分為“一次電池”和“二次電池”。 “一次電池”是一次用完就處理掉的一次性電池， 而可以反復(fù)充電循環(huán)使用的電池稱為“二次電池”或“蓄電池”。

二次電池中的主流是鋰離子電池。 這種電池的結(jié)構(gòu)是正極使用鋰金屬氧化物，負(fù)極使用碳，在它們之間填充電解液。 由于這種電池的體積小、重量輕、能量密度高、且容易獲得高電壓，因此多被用作移動(dòng)設(shè)備等小型電子設(shè)備的電池。

優(yōu)點(diǎn)

• 與鎳氫和鉛酸電池相比，容量更大，輸出功率更高
• 充電時(shí)不損失實(shí)際容量

缺點(diǎn)

• 不建議在0～45℃*的溫度范圍外充電
• 溫度過高有著火的風(fēng)險(xiǎn)，溫度過低則特性會(huì)急劇惡化

隨著設(shè)備向更小更薄的方向發(fā)展，對(duì)更安全、更高密度的二次電池的需求高漲，因此電解部分使用新材料的全固態(tài)和半固態(tài)電池等新型二次電池的開發(fā)進(jìn)程加速。 鋰離子電池使用電解液，而全固態(tài)電池使用的是固體電解質(zhì)，因此無(wú)需擔(dān)心漏液等問題。 另外，也不需要用來(lái)隔離電極和電解液的隔膜，電池電壓主要在2V～3V左右，低于鋰離子電池（3V～5V左右），效率更高。

• 全固態(tài)電池（使用固體電解質(zhì)代替電解液）
• 半固態(tài)電池（電解液使用有機(jī)電解液）

優(yōu)點(diǎn)

• 可以用大于電池標(biāo)稱容量值1C*的充電電流充電
• 工作溫度范圍寬（部分產(chǎn)品的推薦工作溫度范圍寬達(dá)－40℃～105℃）

缺點(diǎn)

• 普通列表項(xiàng)目在相同體積下，能量密度通常比鋰離子電池低，因此容量較低

※C倍率：將1小時(shí)內(nèi)對(duì)標(biāo)稱電池容量進(jìn)行完全充放電的電流大小定義為“1C”。

充電控制IC是對(duì)“二次電池”進(jìn)行充電的IC，主要發(fā)揮以下作用：

• 控制充電電流、電壓和功率
• 異常狀態(tài)保護(hù)
• 監(jiān)控相關(guān)參數(shù)

充電控制IC會(huì)在監(jiān)測(cè)電壓、電流和溫度這三個(gè)要素的同時(shí)，從安全和延長(zhǎng)二次電池壽命等角度，進(jìn)行與二次電池相匹配的充電控制。

• 恒流充電（CC:Constant Current）

恒流充電是為了防止過電流充電而通過恒定電流對(duì)二次電池進(jìn)行充電的方法。 （為防止二次電池的過電壓，也有采用低恒流充電或分階段改變電流進(jìn)行充電的方法。）

• 恒壓充電（CV:Constant Voltage）

恒壓充電是一種以恒定電壓進(jìn)行充電以防止過充的充電方法。 充電電流在開始時(shí)較大，并會(huì)逐漸減小。 （為了防止二次電池溫升過高，還有先降低初始電壓，然后逐漸提升的充電方式。）

• 恒功率充電（CP:Constant Power）

是一種在電壓較低的充電初期用大電流充電，隨著電壓逐漸升高充電電流逐漸減小的恒定功率充電方法。

• 恒流恒壓充電（CCCV:Constant Current , Constant Voltage）

恒流恒壓充電是鋰離子電池等二次電池的典型充電方式。 是一種根據(jù)電池的電壓在以恒定電流充電的CC充電和以恒定電壓充電的CV充電模式之間切換的充電方式。 這是在ROHM充電控制IC中也采用的方法之一。

二次電池的電壓在充電過程中逐漸升高。但是，如果施加的電壓過高，就會(huì)造成損壞。 CCCV充電可根據(jù)電池電壓狀態(tài)在防止過電流的CC充電和防止過電壓的CV充電模式之間切換，從而可延長(zhǎng)電池壽命并提高安全性。

• 恒功率恒壓充電（CPCV:Constant Power , Constant Voltage）

該充電方式是在電池電壓較低的充電初期采用恒功率充電模式，在快充滿電時(shí)切換為可防止過電壓充電的CV充電模式。 與CC充電不同，CP充電可以用與功率相匹配的大電流進(jìn)行充電，因此可實(shí)現(xiàn)更高效的充電。

• 脈沖充電

一種通過向充電電流施加微小脈沖（頻率）來(lái)防止硫酸鹽化的充電方法。 當(dāng)使用鉛酸電池時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種稱為“硫酸鹽化”問題，部分電解液變成不導(dǎo)電的硫酸鉛結(jié)晶并積聚在負(fù)極側(cè)。 如果發(fā)生這種情況，效率就會(huì)下降（如蓄電能力下降、內(nèi)部電阻增加等）。 在這種情況下，使用脈沖充電方式可以很好地分解這種固體結(jié)晶，因此對(duì)于鉛酸電池來(lái)說(shuō)，這種脈沖充電是有效的充電方法。

• 涓流充電

一種以微弱電流持續(xù)充電的方法，就像涓涓細(xì)流（Trickle）一樣。 雖然充電時(shí)間長(zhǎng)，但具有在充滿電的狀態(tài)下連續(xù)施加微弱電流也不會(huì)對(duì)電池造成影響的優(yōu)點(diǎn)。 這種充電方法非常適合為自放電量較大的鉛酸電池和不經(jīng)常使用的應(yīng)急備用設(shè)備的電池等進(jìn)行充電。

包括上述主要方法在內(nèi)，對(duì)二次電池進(jìn)行充電有多種方式及其組合方法。 充電控制IC通過設(shè)置并控制這些充電電流、電壓和功率，提供適合每種二次電池的充電方法。