电池与充电管理 选择与权衡因素
无论选择何种电池化学技术，遵循每一种电池化学技术的正确充电管理技术都是至关重要的。这些技术将确保电池在每一次和每个充电周期都能被充至最大容量，而不会降低安全性或缩短电池使用寿命。
NiCd / NIMH
在一个充电周期开始之前，并且尽可能在开始快速充电之前对镍镉 (NiCd) 电池和镍氢 (NiMH) 电池必须要进行检验和调节。如果电池电压或温度超出了允许的极限是不允许进行快速充电的。出于安全考虑，对所有“热”电池（一般高于 45℃）的充电工作都会暂时终止，直到电池冷却到正常工作温度范围内才会再次运转。要想处理一个“冷”电池（一般低于 10℃）或过度放电的电池（每节电池通常低于 1V），需要施加一个温和的点滴式电流。
当电池温度和电压正确时快速充电开始。通常用 1C 或更低的恒定电流对 NiMH 电池进行充电。一些 NiCd 电池可以用高达 4C 的速率进行充电。采用适当的充电终止来避免有害的过充电。
就镍基可充电电池而言，快速充电终止基于电压或温度。如图 1 所示，典型的电压终止方法是峰值电压探测，在峰值时即每个电池的电压在 0～-4mV 范围内，快速充电被终止。基于温度的快速充电终止方法是观察电池温度上升率 DT/Dt 来探测完全充电。典型的 DT/Dt 率为 1℃/每分钟。
图 1 镍电池化学技术的充电曲线
锂离子/锂聚合物电池
与 NiCd 电池和 NiMH 电池相类似，在快速充电之前尽可能检验并调节锂离子电池。验证和处理方法与上述使用的方法相类似。
如图 2 所示，验证和预处理之后，先用一个 1C 或更低的电流对锂离子电池进行充电，直到电池达到其充电电压极限为止。该充电阶段通常会补充高达 70% 的电池容量。然后用一个通常为 4.2V 的恒定电压对电池进行充电。为将安全性和电池容量，必须要将充电压稳定在至少 ±1%。在此充电期间，电池汲取的充电电流逐渐下降。就 1C 充电率而言，一旦电流电平下降到初始充电电流的 10-15% 以下充电通常就会终止。
图 2 锂离子电池化学技术充电曲线
开关模式与线性充电拓扑的对比
传统上来说，手持设备都使用线性充电拓扑。该方法具有诸多优势：低实施成本、设计简捷以及无高频开关的无噪声运行。但是，线性拓扑会增加系统功耗，尤其是当电池容量更高引起的充电率增加的时候。如果设计人员无法管理设计的散热问题，这就会成为一个主要缺点。
当 PC USB 端口作为电源时，则会出现其他一些缺点。当今在许多便携式设计上都具有 USB 充电选项，并且都可提供高达 500mA 的充电率。就线性解决方案而言，由于其效率较低，可以从 PC USB 传输的“电能”量就被大大降低，从而导致了充电时间过长。
这就是开关模式拓扑有用武之地的原因。开关模式拓扑的主要优势在于效率的提高。与线性稳压器不同，电源开关（或多个开关）在饱和的区域内运行，其大大降低了总体损耗。降压转换器中功率损耗的主要包括开关损耗（在电源开关中）以及滤波电感中的 DC 损耗。根据设计参数的不同，在这些应用中出现效率大大高于 95% 的情况就不足为奇了。
当人们听到开关模式这个术语时大多数人都会想到大型 IC、大 PowerFET 以及超大型电感! 事实上，虽然对于处理数十安培电流的应用而言确实是这样，但是对于手持设备的新一代解决方案而言情况就不一样了。新一代单体锂离子开关模式充电器采用了最高级别的芯片集成，高于 1MHz 的使用频率以最小化电感尺寸。图 1 说明了当今市场上已开始销售的此类解决方案。该硅芯片的尺寸不到 4 mm2，其集成了高侧和低侧 PowerFET。由于采用了 3MHz 开关频率，该解决方案要求一个小型 1uH 电感， 其外形尺寸仅为：2mm x 2.5mm x 1.2mm (WxLxH)。
充电器的选择http://www.elecfans.com/soft/49/50/2010/2010033072388.html
电池充电器工具使得设计人员选择正确的充电器的过程更轻松。图 3 是 TI 网站上提供的一种工具的示例。
图 3 电池充电器选择工具
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