如何設計便攜式電池

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不僅是便攜式娛樂設備和手持產品，還用於綠色產品，如光伏、PV、電動車（Electricalvehicle，EV）等。 除了安全性、成本、尺寸之外，最大化並延長電池的運作時間，電池電源的系統設計也極為重要。 隨著用於推動便攜式使用的電池技術的增加，選擇適當的方法對可充電電池進行放電和充電。

本文首先回顧適合便攜式用途的一般電池策略，然後討論使用當今的整合處理方法的電源管理和電池管理電路設計。 重要的電池技術電池技術可簡單分為兩大類：不可充電型和可充電型。 不可充電的電池用完之後就丟棄，稱為一次性電池。

鹼性電池是最常見的家用一次性電池。 市面上也有鹼性充電電池，但不在本文的討論範圍內。 典型的鹼性電池的浮動電壓約為 1。

5V 至 1.65V。 標稱電壓為1。

2V. 壽命終止時的電壓約為0.9V。

單一鹼性電池壽命結束時電壓可低至0.7V-0.8V。

，具體根據負載電流而定。 表 1 顯示了一些常見的鹼性電池配置。 一些用途可以採用多種配置，具體取決於產品配置、系統要求、可用的處理方法和功率計算。

例如有些無線光電滑鼠處理方式的工作電壓範圍是1.8V至3.2V。

滑鼠使用2顆串聯配置的鹼性電池即可正常運作，無需另加穩壓電源。 如果您想要非常緊湊的滑鼠設計，那麼 2 顆 AA/AAA 鹼性電池可能不適用。 此時可使用單顆AA/AAA鹼性電池，以減少佔用空間，但電壓卻升至1.

8V，附升壓轉換器。 表1：鹼性電池配置比較充電電池被視為二次電池，每次使用時都可以將電量恢復到原始狀態，直到電池壽命結束。 本文將以鋰離子電池（Li-ION）、鋰聚合物電池（Li-poly）及鎳氫電池（NIMH）為例進行描述。

鎳氫電池是鹼性電池的良好替代品，因為它們的形狀和工作電壓與鹼性電池相似。 傳統鎳氫電池的一個缺點是自放電率較高（每月約20%，如表2所示），但有一家領先的電池製造商已經克服了這個棘手的關係，其推出的鎳氫電池系列在加工12個月後仍保持至少85%的容量。 恢復鎳氫電池的電量有簡單且成本低廉的處理方法，但嵌入式充電器採用雙截止充電方式（由充電電流和工作環境指定）將達到最佳效能。

雙截止充電方式結合了溫度隨時間升高和電壓隨時間升高（或不變）的特性。 表2：電池化學性質比較鋰離子電池目前被認為是技術成熟的電池，在手機、汽車等已經廣泛的應用，與十年前相比，成本更低，性能更佳。 在設計多節電池系統時，單一標稱電壓的電池為3。

6V有著巨大的優勢，可以減少2/3的電池段數。 鋰離子電池在質量和體積上的高能量密度使其適合多種便攜式用途，例如個人媒體播放器或無線藍牙耳機。 然而，需要提供保護電路來最大限度地減少可能導致鋰離子電池危險（例如過度充電或過熱）。

鋰離子電池的使用壽命相對較長（可充電500-1000次），如果每天都為電池充電，則12年後就需要更換。 設計合理的鋰離子電池電源管理系統將延長電池的使用壽命並提高整個系統的可靠性。 .