楼 主:tronics 2003年12月23日19:21

 [原创]微型电池在电路设计过程中的运用和方案

此主题相关图片如下：
客户中经常性有很多在设计时钟电源或者备用电源时候由于选择电源管理方案的问题而出现电池时钟归零问题，不能充电问题，备用时间不足够等多方面的问题。
在选择电源方案时候，首先必须考虑你使用电池的目的和使用环境问题。对于设计工程师来说，使用目的是很明确的，但对于电池的使用环境却往往不是很清楚，经常性没有主见地向各电池经营者请教对方的电池是否适合自己的功用。从电池经营者的角度，每一个电池经营者都会围绕着客户的需求而去专向设计一款或者几款电池方案给客户并解释如何如何。而实际在此过程中存在行而上的成分。
电池由于体系的不同其功用也不尽相同，尽管很多人都会说此电池可以作为彼电池来用，实际不是这么一回事。以下就先介绍以下各种类型电池的最佳适用概念：
1、可充电微型锂离子电池，这类电池目前主要包括MC、ML、MS等系列，工作电压为0~3.3V，由于尺寸微小，可用于比如手机、MP3、SMART NOTEBOOK、录音笔、笔记本电脑、PDA、PDA手机等需要保持时钟，或者保持RAM数据等功用的设备。一般来说，这类型电池的直径为4~6毫米，厚度为1.2~2.1毫米，容量为0.4~5毫安时。这类电池的特点除了体积小之外，在浅充浅放的运用过程中，这类型电池普遍具有非常长的使用寿命。
基本上ML、MS的容量较MC的要高，但是MC的稳定性更好，而且被短路后可以通过充电而恢复寿命。
2、可充电扣式镍氢电池。这类电池不同于传统的圆柱式电池和方型电池，其极片一般采用直接压成式，然后正负极电极外面裹上导电材料而组成。由于结构的关系，这类电池的内阻相比于传统镍氢电池要大4~6倍，同时不能承受大电流充电放电；优点是自放电性能和耐过充电性能要比传统电池好很多。这类电池容量从20毫安时到600毫安时，在规定的电流充电时间可以不收限制，同时充电过程不需要任何保护和电压限制，在充电线路方面简单的多。由此可以看出，这类电池适用于单片机线路板，比方说加油机控制板，纺织设备的线路板，环保设备线路板、汽车报警器、无绳电话设备、税控机、手持POS、蓝牙耳机等需要电池小电流供电，同时作为备用电池功用可以保证外电路停电时候的设备正常运转。这时候尽管很多公司也选用传统电池来用，表面上是可以使用，但实际上电池在充电和自放电以及寿命和空间结构、重量等方面是不适合的。传统电池由于采用卷绕结构，电池内阻小，自放电大，因此满足较大电流的充电放电。如果小电流充电放电，电池在一年甚至两年的时间内是可以满足使用，但由于长时间电流较小，极片内部活性物质活化不够容易导致电池钝化，最终导致电池容量损失甚至失效。
3、一次性锂锰电池。这类电池用户用的最多的是比如CR2032等。在性能上面，国产的锂锰电池和国外的有比较大差别，主要表现在稳定性和漏液、寿命等方面。当然如果您使用单体锂锰电池而不需要任何管脚，国产的在价格方面会有很大的优势，如果需要用到管脚，那么请选择国外品牌，尤其是德国瓦尔塔的电池，尽管在价格方面没有优势，但在质量保证方面您一定会得到更高的回报。主要原因是这类电池在焊接管脚时需要的设备非常严格。电焊管脚会导致电池表面瞬间高温1000度甚至更高，国产电池很容易在此高温下电池内部活性物质被烧焦，导致电池内部损坏；同时，锂是一种延展性非常强的材料，点焊会导致电池内部的锂产生延展而穿透隔膜短路。尽管这些现象在外观上看不出问题，经营者也会解释没有问题，但实际上问题十分明显，通常CR2032的容量为230~260毫安时，使用寿命在规定电流条件下可以达到6~10年，而采用国产的可能1年后就会出现问题。这类电池主要用于那些需要小电流作为备用电源供电，同时客户可以直接更换而不会导致产品质量纠纷的设备上。比如计算机主板，计算器主板、传真机主板等。
4、可充电微型锂聚合物电池。这类电池越来越多备用在微型MP3，无线耳机等方面。但由于产业的不成熟，这类产品的使用者或多或少都已经或者都将面临由于电池质量问题而带来得质量投诉。锂聚合物电池无疑是一个新型的具有很大发展潜力的电池，但事实上在大体机和小体积方面，目前还没有任何一家电池公司的产品过关，尤其是高温性能和低温性能以及抗膨胀性能方面。否则，SONY和SANYO 为什么没有产品出现呢？如果一定需要选择这类电池，请注意这样几方面，第一，不要追求体积容量比高的电池；第二，不要采用紧装配；第三，保护线路的充电保护和放电保护一定要采用先进的IC而不是台湾产的；第四，一定要确保产品不会在高温60度以上的环境中使用；第五，使用时间不要设计超过电池可以承受的时间的70%。
以上有关微型电池的介绍，如果各位有任何意见或者建议，请留言或者写信，xcg750613@yahoo.com.cn / xcg750613@msn.com 
同时，如果您在电池设计方面有任何疑问，也请告诉我，我会向您推荐一种最合适的电源解决方案．谢谢！

  
第2楼:WuMing 2003年12月27日00:02

 有个问题来请教
我的系统中带有一时钟电路，时钟芯片为MC146818,备用电源电压2v-6v均可，但需对其加一封锁门，所用电源比其高1v，总电流10mA,应该用什么电池呢，充电电路怎样呢，请赐教！！多谢！！

  
第3楼:tronics 2003年12月27日21:41

 [建议]真诚回复

以下是引用WuMing在2003-12-27 0:02:46的发言： 有个问题来请教我的系统中带有一时钟电路，时钟芯片为MC146818,备用电源电压2v-6v均可，但需对其加一封锁门，所用电源比其高1v，总电流10mA,应该用什么电池呢，充电电路怎样呢，请赐教！！多谢！！

您好，十分感谢您的信任！
根据您所选用的芯片，我需要了解以下一些情况，您希望选择的充电电流有多大？您所说的总电流１０毫安是指最大电流还是工作电流？您期望时钟电源的持续时间是多少？同时您所留的电池空间位置有多大？
根据您的说明，由于要加一封门锁，电源电压要高于芯片电压１Ｖ，这样我个人建议使用３.６Ｖ或者４.８Ｖ的可充电纽扣式叠层结构镍氢电池，但这需要取决于您的电池位置空间和充电电流的选择以及您期望电池能持续工作的时间指标。
如果方便能否将这些资料告诉，或者请直接给我电话０１３５０２４２１６１３，我是徐子鉴。
再次感谢您的信任，我也不会让您失望！

  
第4楼:WuMing 2003年12月30日17:45

 呵呵谢谢你这么热心
我的系统时钟需要不掉电工作最少一年以上，备用电源能维持三四天时间就可以了。10ma电流为工作电流，充电慢冲即可，我现在用系统5v电源加二极管隔离和限流电阻给备用电池充电，不知道会不会有什么副作用，电池空间就无所谓啦

  
第5楼:tronics 2003年12月30日22:55

 [建议]真诚回复

以下是引用WuMing在2003-12-30 17:45:36的发言： 呵呵谢谢你这么热心我的系统时钟需要不掉电工作最少一年以上，备用电源能维持三四天时间就可以了。10ma电流为工作电流，充电慢冲即可，我现在用系统5v电源加二极管隔离和限流电阻给备用电池充电，不知道会不会有什么副作用，电池空间就无所谓啦

此主题相关图片如下：

谢谢你的信任。既然是这样，最好的建议是采用纽扣式可充电镍氢电池，有几种选择，3.6V。80毫安时，充电线路采用0.3V的二极管就可以，充电电流尽可能控制在10毫安以内，7~8毫安最好。但如果如你所说备用电源工作时候放电电流也为10毫安，而且要维持3~4天，可选择的电池不多。通常作备份时候的电流都应该很少才是，不知道10毫安是否是备用时电池的放电电流。如果是，那么需要电池的容量将达到10毫安*4天*24小时/天=960毫安时，这是非常大的容量，目前的电池体系中只有选用圆柱式镍氢电池镍镉电池或者锂离子电池，但显然这两类电池自放电是一个问题，同时需要采用比较完备的充电线路。建议，如果需要大容量电池，那么采用3节LF6（1200毫安时）串联带PTC，充电电流控制在60~120毫安，充电时直接采用5V加压，二极管采用0.5V-0.7V压降即可。
以上两种电池尽可能选择全密封效果电池。价格前一种大约为10元左右，后一种大约20元左右。如果有什么可以进一步帮忙请直接联系013502421613，谢谢！

  
第6楼:WuMing 2003年12月31日17:25

 多谢，我理解了