新型便攜式電子設(shè)計(jì)正在不斷提升系統(tǒng)性能，設(shè)計(jì)人員添加新的特性，系統(tǒng)的功率要求也隨著其性能提高而上升。這種趨勢(shì)也導(dǎo)致對(duì)容量極大的鋰離子電池組進(jìn)行開(kāi)發(fā)，因?yàn)樗鼈兡芄?yīng)充分的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。關(guān)于大多數(shù)便攜式消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品而言，鋰離子電池已經(jīng)成為首選電源。它們與其他類(lèi)型的電池相比有很多優(yōu)越性，如能量密度更高和電池電壓更高。但是，隨著電池可用容量增大以滿足當(dāng)今不斷上升的功率要求，用戶關(guān)于縮短電池充電時(shí)間及縮小電池體積的要求隨之新增。實(shí)現(xiàn)這些要求成為設(shè)計(jì)人員面對(duì)的重大挑戰(zhàn)。

鋰離子或鋰聚合物電池組的最佳充電速率為1C，這意味著一個(gè)1000mAh的電池組要以1A的電流進(jìn)行快速充電，以這種速率充電可以實(shí)現(xiàn)最短的充電時(shí)間，而且不會(huì)降低電池組的性能及縮短使用壽命。關(guān)于容量不斷新增的電池組，欲達(dá)到這種滿意的充電速率，提高充電電流值是不可防止的。這就導(dǎo)致設(shè)計(jì)上的一些重大難題，其中最重要的是在充電管理控制器IC內(nèi)以及在系統(tǒng)板上出現(xiàn)的熱量問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，必須進(jìn)行周密細(xì)致的散熱設(shè)計(jì)。下面的分析將表明，在充電管理IC上由集成通路晶體管耗散掉大部分熱量，它在很多情況下都是設(shè)計(jì)性能和運(yùn)行范圍的一個(gè)限定因素。

一節(jié)和兩節(jié)鋰離子電池應(yīng)用中最常用的充電器類(lèi)型是線性電池充電器，其功耗可以由下式算出：

pD=(VDD-VBATTERY)ICHARGE

其中pD：功耗

VDD：輸入(適配器)電壓

VBATTERY：電池電壓

ICHARGE：快速充電電流

上面的公式表明，當(dāng)輸入電壓與電池電壓之差以及充電電流都高時(shí)，最糟的情況就會(huì)出現(xiàn)。我們來(lái)計(jì)算一種典型情況下的功耗，這種情況是汽車(chē)適配器或墻上適配器供應(yīng)5V±10%的供電電壓，電池電壓為3.0V，而快速充電電流是1A(即對(duì)1000mAh電池以1C的充電速率充電)。在這種情況下功耗為：

pD=(5.5V-3.0V)1A=2.5W

MCp7384X供應(yīng)±0.5%的電壓調(diào)節(jié)精度(最大值)。由于電池充電過(guò)度和充電不足都會(huì)降低電池的性能并縮短使用壽命，所以充電管理控制器IC為電池供應(yīng)高精度的電壓是非常重要的。超過(guò)充電結(jié)束電壓雖然在短時(shí)間來(lái)說(shuō)能使可用電池能量新增，但是，持續(xù)的過(guò)度充電會(huì)使可用充電次數(shù)明顯減少，或引發(fā)安全問(wèn)題。另一方面，充電不足會(huì)減少電池的可用容量，從而縮短了電池的可用時(shí)間。因此，供應(yīng)精確調(diào)節(jié)的電壓可充分利用電池容量，而且保證使用的安全性。圖2和圖3表明，只要電壓精度稍有降低，電池容量就會(huì)大大減小。