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1 锂离子电池充电过程 锂系列（锂离子或锂聚合物）电池的充电过程分为3个阶段,如图1所示。 图1 三阶段充电流程图 第一阶段为检验和预充电阶段。该阶段主要的任务是：验证电池的温度并将其调整到适 合快速充电的范围内;检测电池电压并将其提高到一个安全水平。温度检验和预充电提高了 电池的安全性和使用寿命。 第二阶段将以“1C”或略低的电流进行恒流充电。一旦电池达到它的电压限幅4.1V或 4.2V,则已完成对大约70％的容量的充电,并进入第三阶段充电。 第三阶段是对电池进行恒压充电,为了使安全性和电量达到最大化,需要将充电电压稳 定在±1％的精度内。在恒压充电阶段,充电电流逐渐变小,并且在大多数情况下,当这个充电 电流接近快速充电电流的10％,即C/10时,充电过程就结束了。 2 基于bqTINY-II的电源管理模块 bqTINY-II是TI推出的电池充电管理芯片,它为电源系统设计人员带来一套集成解决方 案。该芯片将自动电源选择、功率FET和电流传感器、高精准度的稳流和稳压能力、充电状 态显示和充电中止等功能集为一体。它的一个重要特点是其可以选择两种充电模式,支持目 前流行的USB接口充电。 bqTINY-II支持三阶段的充电程序如图1所示,包括预充电调节阶段、恒流充电阶段以 及许多设备制造商都要求的高精准度恒压充电阶段。bqTINY-II的功耗极低,当系统未连接 至电源时,bqTINY-II就会进入低功耗休眠模式,它此时只会从电池汲取非常少的电量。 2.1 示意电路图 该方案的示意电路如图2所示,该原理图以bq24020芯片为核心,配以必要的外围元器 件。由于bq24020芯片的高集成化,使得所需的外围元器件大大减小,只需要3颗滤波电容和 1颗用于设置AC预充率的电阻即可。 图2 bq24020的电源管理示意图 图2所示电源管理模块有4个输入接口,4个输出接口和一个公共地。其中4个输入接 口为：交流适配器AC接口、USB取电接口、充电使能信号CE、USB充电点设置;4个输出接 口为：电源输出、电源温度信号输出、2个充电状态指示输出。 面向应用系统的6个接口的参数说明如下： VCC为电池电压输出口,本电源模块通过该口输出电流,向应用系统供电。 TS为电源温度状态信号输出,该信号由电池舱内的10kΩ的负温度系数电热调节器所产 生。应用系统可以通过将该接口的电压与电源地相比较来判断电源目前温度状况。 CE为bqTINY-II芯片的使能控制信号,该信号为低电平时充电电路工作,高电平时芯片 停止工作并进入低功耗休眠模式。 ISET2接口用于控制USB充电时的参数选择。由于USB接口分为大功率（500mA）和小 功率（100mA）两种,因此系统必须对其进行识别。识别完成后系统可以送低电平信号到该接 口,使得芯片选择100mA模式进行充电或者送高电平选择500mA。如果系统不想使用USB模 式进行充电,可以将该接口置为高阻态。 nb sp; STAT1和STAT2为充电状态显示信号输出,该信号可以直接驱动多个LED进行状态指 示或送至主处理器供其作进一步处理。 2.2 功能描述 1）三阶段充电自动控制功能 检测电池的电压,如果低于预定阈值电压,就要先进行涓流充电,即电池预充阶段; 电池电压上升到预设值（一般设为2.9V）时,充电方式改为全电流充电,即进入恒流充 电阶段; 当电池电压达到最大电压（锂离子电池一般为4.2V）时,开始改为恒压充电,此时充电 电流逐渐降低,进入恒压充电阶段; 当电流逐渐减小到预设值时,充电过程结束。 2）供电电源自动选择 bqTINY-II支持两种电源输入,默认的是把AC适配器作为输入源。如果没有AC适配器, 芯片就会选择USB作为输入电源。如果两种输入都存在,则优先选择AC适配器。 3）电池过热保护功能 bqTINY-II通过测量脚TS和VSS之间的电压来监测电池的温度。bqTINY-II内部含有一 个电流源,利用这个电流源为10kΩ的负温度系数电热调节器提供偏置。bqTINY-II通过比较 脚TS和内部的阈值电压VLTF、VHTF来决定是否进行充电。当VTSVHTF或VTSVLTF时,就 会停止充电。bqTINY-II只是通过关闭电源的FET来暂时停止充电时,并没有重新设置定时 器。当温度恢复到正常值时,充电就会继续。用户可以通过两个额外的电阻来改变温度范围, 如图