如何设计便携式电池

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不仅是便携式娱乐设备和手持产品，还用于绿色产品，如光伏、PV、电动汽车（Electricalvehicle，EV）等。 除了安全性、成本、尺寸之外，最大化并延长电池的运行时间，电池电源的系统设计也极其重要。 随着用于推动便携式使用的电池技术的增加，选择适当的方法对可充电电池进行放电和充电。

本文首先回顾适合便携式用途的一般电池策略，然后讨论使用当今的集成处理方法的电源管理和电池管理电路设计。 重要的电池技术电池技术可以简单分为两大类：不可充电型和可充电型。 不可充电的电池用完之后就丢弃，称为一次性电池。

碱性电池是最常见的家用一次性电池。 市场上也有碱性充电电池，但不在本文的讨论范围内。 典型的碱性电池的浮动电压约为 1。

5V 至 1.65V。 标称电压为1。

2V. 寿命终止时的电压约为0.9V。

单个碱性电池寿命结束时电压可低至0.7V-0.8V。

，具体根据负载电流而定。 表 1 显示了一些常见的碱性电池配置。 一些用途可以采用多种配置，具体取决于产品配置文件、系统要求、可用的处理方法和功率计算。

例如有些无线光电鼠标处理方式的工作电压范围是1.8V至3.2V。

鼠标使用2节串联配置的碱性电池即可正常工作，无需另加稳压电源。 如果您想要非常紧凑的鼠标设计，那么 2 节 AA/AAA 碱性电池可能不适用。 此时可使用单节AA/AAA碱性电池，以减少占用空间，但电压却升至1.

8V，带有升压转换器。 表1：碱性电池配置比较充电电池被认为是二次电池，每次使用时都可以将电量恢复到原始状态，直到电池寿命结束。 本文将以锂离子电池（Li-ION）、锂聚合物电池（Li-poly）及镍氢电池（NIMH）为例进行描述。

镍氢电池是碱性电池的良好替代品，因为它们的形状和工作电压与碱性电池相似。 传统镍氢电池的一个缺点是自放电率较高（每月约20%，如表2所示），但有一家领先的电池制造商已经克服了这个棘手的关系，其推出的镍氢电池系列在加工12个月后仍保持至少85%的容量。 恢复镍氢电池的电量有简单且成本低廉的处理方法，但嵌入式充电器采用双截止充电方式（由充电电流和工作环境指定）将达到最佳性能。

双截止充电方式结合了温度随时间升高和电压随时间升高（或不变）的特点。 表2：电池化学性质比较锂离子电池目前被认为是技术成熟的电池，在手机、汽车等中已经得到广泛的应用，与十年前相比，成本更低，性能更佳。 在设计多节电池系统时，单个标称电压的电池为3。

6V有着巨大的优势，可以减少2/3的电池段数。 锂离子电池在质量和体积上的高能量密度使其适合多种便携式用途，例如个人媒体播放器或无线蓝牙耳机。 然而，需要提供保护电路来最大限度地减少可能导致锂离子电池发生危险（例如过度充电或过热）。

锂离子电池的使用寿命相对较长（可充电500-1000次），如果每天都给电池充电，则12年后就需要更换。 设计合理的锂离子电池电源管理系统将延长电池的使用寿命并提高整个系统的可靠性。 .