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AN1088 在保持优良品质的前提下为成本敏感 的便携式应用选择合适的电池系统 作者： Brian Chu Microchip Technology Inc. 简介 便携式电子设备在每个人的日常数字化生活中扮演着重 要的角色，它已经改变了人们生活和工作的方式。最普 遍的便携式电子设备有移动电话、媒体播放器、数码相 机、数码摄像机、手持式 GPS、数字式阅读器和 PDA。 随着当今越来越多新技术的涌现，便携式电子产品的设 计者将在最大化电池寿命的前提下在更小的外形内集成 更多的功能。 对于便携式电子设备来说，电池是主要的供电源，为一 个独特的应用选择合适的电池形态变成了便携式电子设 计过程中一个重要的环节。它包括选择具有特定化学性 能的电池和充电管理控制电路。电池的寿命用于指示产 品在便携式模式下能够使用的时间。显然，较长的电池 寿命能够使便携式设备轻易从市场中脱颖而出。这通常 采用降低系统的功耗和采用更先进的电池技术来实现。 若要投入生产，我们不仅需要保持可靠的品质，同时也 不能忽视可靠性、安全性、低成本和易于安装等重要因 素。每种具有特定化学性能的电池与其他电池相比总是 具有其独特的优点 。本应用笔记的目的是保证便携式电 子产品的设计者和工程师为当今的低成本便携式应用选 择便于设计的合适电池。这些方案是那些空间受限和成 本敏感的应用的理想选择，同时也可以缩短产品的上市 时间。 说明 本应用笔记将介绍适合于便携式应用的一些常见的电池 类型，同时也介绍了完全集成的低成本单节锂离子 / 锂 聚合物电池充电管理方案。 本文档参考的资料包含于“参考资料”部分，读者可参 考这些资料获取更深入和广泛的信息。 电池的化学性能 每个电池具有三个关键特性： 1. 能量密度 （尺寸和重量） 2. 充电 / 放电周期 （寿命） 3. 容量 （无交流适配器时的工作周期） 就像绝大多数设计工作一样，同一种技术无法同时满足 所有这些关键特性。因此，需要在这些特性中进行折衷 考虑。在今天的便携式产品中，产品的生命周期很短。 因此，对于客户和厂家来说，电池的寿命是最少考虑 的。在为便携式应用选择电池时，电池的工作时间，电 池组的尺寸和整个系统的重量变成了最重要的因素。 表 1： 电池比较 1 [8] VVVVWEoooollelnlittCEEOtuOdaaghnnpapgghaemeeVgterrreeenreo(gggl(((a(ttyeyCVViWaiV))W-)rngDD-chgeeehru/r(nni/tssKVLii))ttg)yy Chemistry Alkaline 145 400 1.2 1.6 0.9 NA SLA 30-40 50-80 2.0 2.25 1.75 2.8 NiCd 40-80 100-150 1.2 1.3 0.9 1.6 NiMH 60-100 160-230 1.2 1.3 0.9 1.5 Li-Ion 110-130 210-320 3.6 4.2 2.8 4.2 表 2： 电池比较 2 [8] TRICRpeayenteIiDrcsOtCmeinilSitphps(seeaMlteleaecsfrrrmroa-hnaCgannAatDtt-aioeircl/uhhssnegrtrD(c.ge(ie)hs(%ma)°cr?hCg))aerge Chemistry Alkaline 0.3 SLA 2-8 100-300 1 0.25C -20-+55 Very Low 2.5-25 50-500 15C -20-+50 Low NiCd 15-20 3.5-300 1500 10C -20-+60 Low NiMH 20-25 10-400 800 3C 0-+60 Med Li-Ion 6-10 50-500 1000 2C -20-+60 High ? 2008 Microchip Technology Inc. DS01088A_CN 第 1 页 AN1088 在现今的便携式设备中，电池通常要占用一定的空间和 重量。每种化学材料的能量密度决定了电池组的大小和 重量。表 1 显示锂离子电池比其他几种电池技术在能量 密度重量比和能量密度体积比方面具有优势。 关于每种电池的化学性能的简介如下： 碱性电池 碱性电池为非可充电电池，由于它很低的自放电率和易 于购买，因而普遍地用作便携式产品的电源。因此，将 它包含在 表 1 和 表 2 中，作为二次 （可充电）电池的 参考标准。也可提供可充电的碱性电池，但由于它在经 过几个充电周期后，性能会快速退化，因此在系统中不 很实用，同时也不可靠。 铅酸电池 （Sealed Lead Acid， SLA） SLA 电池是成熟而便宜的电池方案，具有低自放电率的 优点。但是由于其低