手机锂离子电池的保护电路与充电

1、手机锂离子电池的保护电路与充电器南洋中学奚天敬上世纪 90 年代市面上自推出可充锂离子电池以来 ,由于其价格低廉 ,容量大 ,无记忆等特性而深受广大群众的喜爱 ,特别是在携带式的电器通讯设备中 (例手机 ,MPG 随身听，便携式 DV 摄录机 ,数码相机 ,笔记本电脑等 ), 锂离子电池己成为主流或首选品种，故当前了解锂离子电池的简单原理和充放电知识 ,己成为推行现代教育技术，不可忽略的内容。手机使用的锂离子电池 ,阳极通常是铜片或石墨电极组成 ,阴极通常是二氧化锂组成 ,电池充电时，阴极中锂原子电离成锂离子和电子 ,锂离子向阳极移动并与电子合成锂原子 ,放电时 ,阳极表面锂原子又电离成锂离子

2、和电子，锂离子移动到阴极处重新结合成锂原子 ,由于电池内锂总是以离子形态出现 ,故称锂离子电池。锂离子电池每一个单体电压约为 3.6V,工作时电压会随时间增大而徐徐下降 ,所以手机上能通过电路检测出电池的即时电压 ,从而显示剩余电量 ,以便及时充电。常用手机锂离子电池单体的充电电压最好保持在 4.1V 左右 ,充电电流通常限制在 500mA 以下 ,放电电流不应超过 1500mA。放电电压不应低于 2.2V,否则会造成锂离子电池永久性损坏， 故一般锂离子电池内部都按置保护电路，由于锂离子电池 ,对环境温度敏感 ,正常工作温度应为 -200 C600C,所以有一些锂离子电池壳内除通常配有完善的过

3、流过压保护电路外还配有温度保护电路。保护电路一般由3-6 片小型贴片集成电路和大量贴片三极管,电阻 ,电容等组成 ,双面焊接在一小块印刷线路板上,性能一般都很优异 .检测锂离子电池内部的电压电流保护电路最简单的方法是用多用表的直流电流档，将其量程拨在 2.5A 以上，然后短时间将两个表笔分别接，电池 +,-两极，测定电池的短路电流, 如表针只抖动一下就显示没电了, 表明电池内部有保护电路 ,该电路已处于保护状态, 电池自动暂时失去了供电能力, 此时需要将电池放入充电器中 , 充电一两秒 , 解除短路保护状态后又能正常使用了, 否则说明电池内部根本没有保护电路或电路已损坏。一般手机上的电池接口电

4、路由电池连接器,电池类型识别电路 , 和电池温度检测电路组成. 电池连接器的四个弹簧触片 , 它们分别是电池正极输入端 (V), 电池类型识别输入端(S), 电池温度检测输入端 (T), 电池负极输入端(G). 电池识别电路通过封装在手机电池内的下拉电阻 RS 与手机内的电阻 RS， 组成的分压电路 , 利用不同电池的类型识别电阻值不同 , 分压后获得不同的电压 , 即可识别出电池类型 . 电池温度检测电路利用封装在电池内部的热敏电阻 RT 与手机内部的电阻 RT，组成分压电路 , 当温度变化时 RT 的阻值会变化,RT， 上电压也随之变化 , 这样即可检测出电池的温度 , 其内部结构如右上图

5、。 (注有些锂离子手机电池仅有三个引极,这可能温度保护是通过别的方法解决)锂电池充电时最好用质量较好的充电器,尤其是首选采用高效开关电源脉冲型充电器,这对延长电池使用寿命具有重要作用.因为手机电池的寿命不是按年来计算,而是按充放电次数来计算的,一般镍镉电池可充电100-150 次, 镍氢电池 200-300次,而锂电池为 350-700次 ,每次充放电时间隔越长 , 电池的寿命就越长 ,故使用时最好是将电池的电量全部用完再充电 .右上图四图五是目前常用简便的手机旅行充电器,它们分别是充电器的外形图和内部结构图 ,由于这种充电器内设有开关电源电路和微电脑芯片集成控制 ,智能监测充放电 ,故具有充

6、电快速 ,便携轻巧 ,效率较高等特点 ,它可以 220v 交流输入也可以 12V 直流输入 ,它可以对锂电池充电也可对镍氢电池充电 .为防止伪劣和假冒商品 ,建议新购手机旅行充电器作以下测定和实验1 测定有无放电功能 .充电器左边的按键 (DISC)是放电键 ,把手机电池放入充电器按动放电键 ,最左边的放电指示灯 (DI) 会发光 ,若 DI 不发光 ,或松开按键就不发光,可以判定该充电器无放电功能 ,有人以为锂电池没有记忆效应 ,似乎没有放电功能关系不大 ,但据资料介绍 ,手机显示出锂电池没有电了 ,并不表示锂电池的电量己全部放完 ,长期下去其容量就会减少 ,所以充电器具有放电功能是非常必要的2 检测放电的终止电压是否符合标准.锂电池放电时 ,最低电压不能低于(2.7-2.8)V,若发现放电终止电压低于2.6V 则使用时对锂电池使用寿命是不利的,测定终止电压可以在充电器桩头上通过细导线并接一个精度较高的电压表,也可待放电结束（即放电指示灯熄灭） 后立即取下电池用多用表电压档进行测量。3 检测充电时的终止电压是否超标.众所周知 ,单节锂电池充电的最高电压不允许超过4.2V 否则极易发热损坏，图四是自行测试的装置和方法将 3 节镍镉或镍氢