原标题：如何正确选型锂离子电池充电管理芯片？

　　还记得去年刷屏的“最年长诺贝尔奖获得者”--JohnB.Goodenough，97岁高寿的“锂电池之父”吗? 因为在锂电池领域的特殊贡献，“足够好”教授众望所归，获得了2019年的诺贝尔化学奖。可见锂电池对现代生活的影响着实是巨大的，它已经深入到生活中的方方面面，让电子设备更加轻量、续航更加持久，比如你现在能用手机刷这篇文章就离不开锂电池。

　　那么，想要更好地使用锂离子电池，更大地发挥它的作用，如何更高效更稳定地为其充电变得尤为重要。

　　该如何更好地给锂离子电池充电呢?

　　01

　　首先让我们来搞清楚锂离子电池的充电过程：

　　下图为典型锂离子电池充电曲线：

　　其充电阶段可分为如下5个阶段：

　　涓流充电

　　预充电

　　恒流充电

　　恒压充电

　　充电截止

　　针对每个不同的阶段，通过分别对应不同电压的阈值来管理充电过程。

　　02

　　看起来好像并没有那么复杂，可是锂离子电池应用如此之多，怎样才能根据不同的应用来选择最佳的充电管理方案呢?

　　其实我们可以从这四个维度来考量和分析：

　　拓扑

　　大多数便携式设备从USB端口充电，有以下几种类型

　　a). USB-A:

　　通常5V @ 1.5A最大，但可以支持快速充电和其他标准高达12V

　　b). USB-C:

　　5V @ 3A最大，但如果USB-PD是支持的，这可以增加到20V @ 5A

　　如果设备通过USB充电，它必须始终支持5V操作，这意味着充电器IC拓扑必须能够支持这个操作。

　　a). 例如，对于2s电池(最大Vbatt >= 8.4V)，需要使用boost或buck-boost拓扑

　　b). 如果设备不从USB充电，那么几乎总是一个降压拓扑可以使用，因为输入电压将总是高于电池电压。

　　环路控制

　　电池管理IC的一大难题就是其控制环路比较多，不仅要对输入端进行管理(输入电压和输入电流调节)，还要给系统端供电(对系统电压进行调节)，同时，还需要不停地监控系统的温度，以实现充电的性能和热性能达到平衡。

　　路径管理

　　充电管理IC不光光具有充电管理功能，还肩负着能量管理的任务。如何分配输入端到电池到系统的能量，就涉及到路径管理。

　　基于不同的连接方式，有三种路径管理方法：

　　其中，第三种NVDC作为目前很流行的结构，其主要优点有：

　　最小系统电压调节使用低压电池可瞬间启动

　　系统始终跟随电池电压，以减小系统各部件的电压应力。

　　当输入功率有限时，电池可以作为系统的补充。

　　系统可以从电池断开，以支持运输模式

　　NVDC Charger充电曲线有个很重要的特征：具有窄的系统电压。

　　当电池电压比较低的时候，会把系统调节到最低的工作点，然后使用Battery FET给电池进行涓流/预充电，当电池电压高到一个阈值时，会把电池和系统接在一起，进行快速充电，电池充满后，系统会再高一点点，保证压差。

　　因此，无论电池高还是低，系统总是有个最低的电压，最高电压也不会太高，会有个比较窄的系统电压。

　　典型充电曲线(工作条件：VIN=16V, VBATT ramp from 0V, ICHG=1.84A, ISYS=1A)

　　反向工作

　　所有的工作方式都是从输入到系统/输入到电池，其实变换器本身很多时候是同步的，对于功率级来讲，既可以正向工作，又可以反向工作，比如OTG或PD功能，需要电池放电给其他设备供电。

　　通过对以上四个维度的整合，当你遇到Buck拓扑，需要NVDC路径管理、OTG功能的应用时，选型便不是问题了。

　　比如1串高压带路径管理及OTG功能的充电管理芯片-- MP2731，便可以完美实现您的需求。

　　图注：MP2731原理图及主要特性

　　图注：非常高的效率与热性能