什么是电池充电器

　　电池充电器是电动车、电动工具、电玩、笔记本、光伏、数码及小型便携式电子设备及电子电器所用可充电电池充电用电子设备，一般由外壳、电源转换部分、充电检测部分、充电保护部分等组成。其输出类型为纯直流或脉动直流。按连接方式可分为插墙式和桌面式。按所充电电池的类型又可分为镍镉电池充电器、镍氢电池充电器、镍锌电池充电器、铅酸电池充电器、锂电池充电器、磷酸铁锂充电器。

　　电池充电器的分类

　　电池充电器可以根据不同的分类方式进行分类。以下是一些常见的电池充电器分类：

　　1. 按充电方式分类：

　　- AC-DC或者DC-DC直流充电器：适用于直流电源，如家庭插座、车辆电源等。

　　- AC-AC交流充电器：适用于交流电源，如商业充电桩、公共场所充电设备等。

　　2. 按充电

　　电池类型分类：

　　- 锂离子电池充电器：适用于锂离子电池，如手机电池、笔记本电池等。

　　- 铅酸电池充电器：适用于铅酸电池，如汽车蓄电池、UPS电池等。

　　- 镍氢电池充电器：适用于镍氢电池，如无线电话电池、电动工具电池等。

　　3. 按充电速度分类：

　　- 快充充电器：能够以较高的CC电流进行快速充电，适用于需要快速充电的场景。

　　- 慢充充电器：恒压方式或者低CC电流充电速度较慢，适用于需要长时间充电的场景。

　　快充和慢充可以看充电电流的高低,充电电流大小又和散热紧密相关,电流越大,散热要求越苛刻,所以此时又需要考虑安全性,热失控是安全性问题的禁区.

　　4. 按充电器功能分类：

　　- 普通充电器：只提供基本的充电功能，没有其他特殊功能。

　　- 智能充电器：具备智能识别功能，可以根据电池类型和充电状态自动调整充电参数。

　　需要注意的是，不同类型的电池充电器适用于不同类型的电池，使用时需注意充电器和电池的匹配性，以免损坏电池或充电器。

　　建议:选购充电器之前,全面了解自己的用电设备之电池的化学类型,以及电压等级,安全级别,以及相关的电压,电流,温度等数据,一般可以直接咨询充电器厂家或者卖家,这样能有效并快速选配到合适的充电器.

　　电池充电器一般有哪些类型?

　　标准充电器、5、7号两用型、口香糖充电器、多功能充电器、数码设备充电器、手机充电器、蓄电池充电器、太阳能充电器、对讲机充电器、MP3充电器、USB充电器、电池组充电器、微电脑充电器、智能充电器、充电器转接头、通用充电设备、手机加油站、电动车用充电机、其它。

　　电池充电器的原理

　　摘要：本文概要介绍了电池充电方式和现代电池技术，以使读者能更好的了解便携设备中使用的电池。本文对镍镉(NiCd)电池，镍氢(NiMH)电池和锂离子(Li+)电池的化学性质进行了描述，还介绍了一款单节锂离子和锂聚合物电池保护芯片。

　　概述

　　电池的应用从来没有像现在这么广泛。电池正在变得更小、更轻，在单位体积内容纳更多能量。电池发展的主要动力来自便携设备(例如移动电话，膝上电脑，摄录像机和MP3播放器)的快速发展。这篇关于充电方式和现代电池技术的应用笔记将帮助您更好了解这些便携设备中使用的电池。

　　电池的定义

　　如果电池仅定义为能量储存系统，则其有可能包括飞轮和时钟发条等元件。在现代技术中电池的更精确定义为：能够产生电能的便携、独立化学系统。

　　一次电池，又叫不可充电电池或原电池，从电池单向化学反应中产生电能。原电池放电导致电池化学成分永久和不可逆的改变。但可充电电池，又叫二次电池，可在应用中放电，也可由充电器充电。所以，二次电池储存能量，而不是产生能量。

　　充电和放电电流(安培)通常用电池额定容量的倍数表示，叫做充电速率(C-rate)。例如，对于额定为1安时(Ah)的电池，C/10的放电电流等于1Ah/10 = 100mA。电池的额定容量(Ah或mAh)是电池在特定的条件下完全放电所能储存(产生)的电能。因此，电池的总能量等于容量乘以电池电压，单位为瓦时。

　　电池性能的测试

　　电池的化学成分和设计共同限制了输出电流。若没有实际因素限制性能，电池瞬时可以输出无穷大电流。限制电池输出电流的主要因素是基本化学反应速率、电池设计，以及进行化学反应的区域。某些电池本身具有产生大电流的能力。如镍镉电池短路电流可大到足以融化金属和引起火灾。其它一些电池只能产生弱电流。电池中所有化学和机械总效应可用一个数学因数表示，即等效内阻。降低内阻可获得更大电流。

　　没有电池能永久储存能量。电池不可避免要进行化学反应并缓慢退化，导致储存电量减少。电池容量与重量(或体积)之比称为电池的能量密度。高能量密度意味着在给定体积和重量的电池中可存储更多能量。

　　下表给出了个人电脑和蜂窝电话中可充电电池的主要化学成分，以及其额定电压和能量密度(以瓦时每千克，或Wh/Kg表示)。

　　多节镍镉电池充电器

　　这里介绍一个简单实用的多节镍镉电池充电器，只需调整充电器里电位器的阻值，就可以对1～7节不同节数的5号镍镉电池进行充电。

　　电路原理

　　电路原理如图所示。220V交流电经变压器T降压、二极管VD1～VD4整流，再经电容C1滤波输出约14V左右的直流电压，一路经R1使发光二极管LED1点亮，指示电源工作;另一路经电阻R3限留后由三极管VT与电位器RP调压输出，向镍镉电池组G充电。调整电位器RP的阻值，可以改变充电器的输出电压，以适应不同节数电池充电的需要被充电池应串联接在充电器的输出端上。R2与LED2组成充电指示电路，在充电过程中，LED应能正常发光指示。随着充电不断进行，镍镉电池组的端电压不断升高，充电电流就会逐渐减小，LED2的发光亮度也随之下降，当LED2发光很暗时即表示电池已经充足。

　　元件选择与制作

　　VT应采用3DD15、BU406型塑封大功率NPN型三极管，不必加装散热板;VD1～VD4可用1N4001型等普通硅整流二极管;电源指示灯LED1可用红色发光二极管，充电指示LED用绿色发光二极管。

　　RP用WH7型卧式微调电阻器，R1为碳膜电阻器，R2为RJ-1/2W型金属膜电阻器，R3要用1W金属膜电阻器，C1为CD11-16型电解电容。

　　T采用220V/12V、3VA小型电源变压器。

　　本电路调试要点是调整电位器RP的阻值，首先应确定每次充电时的电池节数。待充电池应串联后再接入充电器，并串入电流表。调整电位器RP使电流表的数值在50～60mA间即可，然后封固电位器RP。若每次充电时电池节数不同，RP可改用WH5型小型合成碳膜电位器，每次在充电前均应调整RP的阻值，使充电电流在50mA左右。

　　电池充电器安规全球认证标准

　　电池充电器CE认证标准

　　充电器CE法规指令2006/95/EC ，2004/108/EC

　　EN60335-1

　　EN60335-2-29

　　EN61000-3-2

　　EN61000-3-3

　　EN55014-1

　　EN55014-2

　　电池充电器GS认证标准

　　EN60335-1

　　EN60335-2-29

　　电池充电器CB认证标准

　　IEC60335-1

　　IEC 60335-2-29

　　电池充电器PSE认证标准

　　J60335-1

　　J60335-2-29

　　电池充电器SAA认证标准

　　AS/NZS 60335.2.29

　　AS/NZS 60335.2.29

　　电池充电器CCC认证标准

　　GB4706.1

　　GB4706.18

　　GB17625.1-1998

　　GB17625.2-1998

　　GB4343-1995

　　经济型电池充电器的选择

　　选择经济型充电器时，可以考虑以下几个因素：

　　1. 价格：经济型充电器通常价格相对较低，可以根据预算选择适合的价格范围内的充电器。

　　2. 功能：经济型充电器可能功能相对简单，可以根据自己的需求选择是否需要额外的功能，如快充、智能识别,LED指示,显示屏量化指示,三防等。

　　3. 充电速度：经济型充电器的充电速度可能相对较慢，可以根据充电需求选择适合的充电速度。大致按照电池容量对应电流和时间来计算.C=I*T, C:电池容量,I:充电电流,T:充电时间

　　4. 安全性：无论价格如何，充电器的安全性都是重要的考虑因素。确保经济型充电器具备过电流保护、过热保护、短路保护等安全功能。

　　5. 品牌和质量：尽量选择知名品牌的经济型充电器，以确保质量和售后服务。

　　6. 兼容性：确保经济型充电器适用于你所使用的锂电池类型，如锂离子电池、锂聚合物电池等。

　　最后，根据你的实际需求和预算，在以上因素的基础上选择适合的经济型充电器。

　　建议:一般使用建议按照0.8到1元/瓦进行预算,基本可以选购到合适并且安全的充电器.

　　专业级充电器的选择

　　选择专业充电器时，可以考虑以下几个因素：

　　1. 兼容性：确保专业充电器适用于你所使用的电池类型，如锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池等。

　　2. 充电速度：专业充电器通常具备较高的充电速度，可以根据需要选择适合的充电速度。快充功能可以大幅缩短充电时间。

　　3. 安全性：专业充电器应具备多重安全保护功能，如过电流保护、过热保护、短路保护等。确保充电过程安全可靠。

　　4. 充电参数调节：专业充电器通常具备可调节的充电参数，如充电电流、充电电压等。这可以根据不同电池类型和需求进行调节，以最大程度地延长电池寿命。

　　5. 品牌和质量：选择知名品牌的专业充电器，可以获得更好的质量和售后服务。可通过阅读用户评价和评级来获取更准确的信息。

　　6. 其他功能：一些专业充电器可能具备其他功能，如容量测试、电池修复等。根据个人需求选择是否需要这些额外功能。

　　通用电池充电器有什么作用

　　设计电池充电器的第一步是从众多可用解决方案中选择电池充电器IC。为了做出明智的决定，设计团队首先必须明确定义电池参数(化学组成、电池单元数量等)和输入参数(太阳能、USB等)。然后，团队必须搜索符合输入和输出参数的充电器，比较大量的数据手册，以确定最佳解决方案。方案选择的过程应允许团队为应用选择最佳解决方案，当然一旦设计参数发生改变，则需重新回到数据手册比较。

　　如果可以完全跳过此步骤会怎么样呢? 如果设计人员能够专注于应用解决方案，将电池充电器IC视为一个黑匣子，在真正需要生成一个可行的解决方案时才放入实际的IC，那该多好啊。到那时，无论基本设计参数如何，设计人员只需要从现成产品中选取一个通用电池充电器IC即可。即使应用参数发生变化(输入切换、电池类型改变等)，现成的电池充电器IC仍然适用。无需重新额外搜索数据手册。

　　我们通过评估两个截然不同的电池充电器来说明这个问题：

　　* 设计团队A的任务是设计一个电池充电器，该产品需要太阳能面板输入并为铅酸电池充电。充电器必须是独立的(没有微控制器)，但应该具有足够的多样性，可以支持几种不同的太阳能面板型号。他们有一周的时间来完成原理图设计。

　　* 设计团队B有一个更复杂的充电器项目。他们的设计采用一个5 V USB电源，为一节锂离子电池充电，电流为1.3 A，每节电池的端电压为4.1 V。他们希望在47°C以上时，每节电池的充电电压降至4 V、电流为0.5 A，并且在超过72°C时，充电停止。系统中的微控制器需要知道电池的电压、电流、温度和健康状况。他们也是只有一周的时间完成原理图设计。

　　事实证明，两个设计团队都可以使用相同的电池充电器IC，而且该器件可以说是两个应用的最佳选择。好产品、小尺寸

　　LTC4162 35 V/3.2 A单芯片降压充电器设计简单、功能多样。

　　LTC4162既可以独立工作，也可以与主控制器一起工作，可提供从基本到复杂的解决方案。功能齐全的I2C遥测系统让用户可以有选择性地监控电池，并可根据电池型号实现自定义充电参数。真正的最大功率点跟踪(MPPT)算法允许充电器针对任何高阻抗源(如太阳能面板)进行优化运行。充电算法根据选择的电池化学组成量身定制：锂离子、LiFePO4或铅酸。这些功能整合在一个4mm × 5mm QFN封装中，典型解决方案的尺寸约为1cm × 2cm。

　　感受大功率!

　　千万不要因为小尺寸而小看它。即使只使用集成开关FET，LTC4162也可以支持60 W以上的充电功率。LTC4162可利用芯片温度的内部热量自监控功能调节充电电流，因此，即使在最热的环境或最小的外壳中也从来不会发生过热现象。

　　PowerPath™ FET(INFET和BATFET)确保系统负载(VOUT)在有输入电压(VIN)时，始终由VIN供电;如果没有VIN，则由电池供电。使用外部N通道FET能够实现低损耗路径，并且不会限制可传递到负载的电流量。

　　遥测和控制

　　虽然LTC4162可以在没有主控制器的情况下运行，但通过I2C端口仍然可以监控和控制充电的许多面。片内遥测系统实时读取系统与电池电压和电流。可以设置各种限值和警报，在测量值满足某个可配置阈值或进入特定充电状态时通知主控制器。例如，当电池电压降至某个下限值时，常见的设计功能是进入低功耗模式。但是LTC4162不需要微控制器不断轮询电池电压，而是可以进行监控，并在达到这个限值时通知主控制器。此时，主机可以关闭主负载并进入低功耗状态。

　　遥测系统还能测量电池串联电阻(BSR)，将其作为电池健康状况的指标。可将BSR测量设置为自动运行，并且可以配置警报，在BSR超出自定义的上限值时通知主控制器，此时，主机可以向用户发出需要更换电池的信号。

　　当输入电源不可用并且系统由电池供电时，LTC4162会自动关闭遥测系统以延长电池寿命。如果仍需要测量，遥测系统可以通过I2C命令强制执行，此时，它进入速率较慢的低功耗遥测模式，每5秒测量一次。如若需要，可以随时将遥测速率设置为高速11ms/读取速率。

　　这里变得越来越热

　　LTC4162可实现温度调节型可定制充电器。对于锂基化学组成(锂离子和LiFePO4)，LTC4162可采用JEITA温控充电。JEITA规范允许用户设置定制温度范围，在此温度范围中以自定义的电池充电电压和电流为电池充电。这也使设计人员可以决定电池应停止充电的高温和低温。默认的JEITA设置适用于多种电池，无需主机处理器干预，而这一功能使LTC4162能够满足任何电池的温度曲线要求。

　　类似地，对于铅酸电池而言，温度补偿算法随着温度的升高会线性降低每个充电阶段的目标电压。这些电压可以通过I2C命令进行失调设置，仅需改变热敏电阻即可修改补偿斜率。

　　MPPT和输入调节

　　为了简单起见，许多太阳能电池板的稳压电路将最大功率点电压设定为恒定值。在现实中，VMPP随光照漂移，并且部分遮挡的太阳能面板可能有多个功率峰值。通过扫描与其输入电源相连的面板的整个电压范围，LTC4162先进的最大功率点跟踪(MPPT)算法可以考虑所有变量的影响，始终能设定在最大功率点。除了偶尔扫描太阳能面板的范围外，LTC4162还对输入调节电压进行抖动调整，以不断发现VMPP的微小变化。这些功能无需自定义编程，所以无需修改充电器即可切换面板。输入调节的优势还可延伸至太阳能面板电源以外。例如，许多USB线缆具有大量串联阻抗，这导致汲取电流时充电器输入端的电压下降。LTC4162的欠压限流功能可调节此电流，从而在输入端保持最低电压。

　　USB功率传输

　　LTC4162还兼容USB供电规范，可通过USB Type C线缆提供高达100 W的电源。LTC4162的输入电流限值可配置，以防止输入适配器过载。当输入电流达到限值时，系统负载仍然可以从输入中提取所需功率，但电池充电电流会降低，从而不会超过输入电流限值。对于USB PD而言，这意味着一个LTC4162电路可通过各种电源适配器配置供电。

　　低功耗运输模式

　　当产品需要长时间运输或存储时，I2C命令可以将LTC4162置于低功耗状态，从而将电池上的电流消耗降低至约3.5 µA。在此期间，可以选择将电路配置为切断系统负载的电源。IC版本为了简化设计和文档，根据电池的化学组成、充电参数以及默认情况下是否启用MPPT，LTC4162分为不同版本。表1列出了LTC4162的所有可选版本。

　　每个版本都引脚兼容，可以在原型设计期间与另一个版本互换。LTC4162版本之间可以互换，采用不同化学组成的电池、充电电压或输入电源的产品均可使用相同的电路，从而简化了产品创建。

　　为简化文档，LTC4162的数据手册基于不同的化学组成分成不同版本。锂离子、LiFePO4和铅酸电池各自有单独的数据手册。

　　结论

　　过去，设计团队成员要花一整天的时间阅读各种电池充电器、电源监视器以及太阳能调节器的数据手册，过去还需要花数小时为自定义温度调节型充电算法编写代码，并手动轮询测量以检测何时超出限值，他们现在可能只需考虑有一个通用电池充电器即可。LTC4162将会是最佳选择。