|
—
本帖被 mike 执行置顶操作(2023-08-05)
—
随着智能时代到来,智能手机已在人们的日常生活中有着不可或缺的地位,但是智能手机存在耗电量大,充电时间较长的缺陷,且电池都是锂电池,电池不断充放电会减少电池的使用寿命,因此电池的续航能力就成为巨大挑战,如何实现电池的快速充电是迫不及待的解决方法。 ^ckj3Y#; 充电器输出通过线缆连接到手机,在手机内部通过DCDC进行电压转换,一路供给系统,一路经过MOS管,供给电池以进行充电,这就是智能手机充电模型。 UF@IBb}0 但事实上,一般充电器的输出电压都会随输出电流增大而下降,即存在等效内阻。线缆和板级走线、MOS导通内阻,也不是理想的零阻抗,近似模型如下图所示。 I3Lg?bZ # v
.L$7O R0:充电器等小内阻;R1:线缆阻抗;R2:板级充电线路等效阻抗;R3:MOS和板级线路等效阻抗;Vsrc:理想充电器的输出电压;Vchg:DCDC前端电压;Vout:DCDC输出电压;Vbat:电池电压。 G1}~.%J 为便于分析,这个模型中,将充电器等效为理想充电器(理想充电器输出电压恒定,可输出电流至无穷大)和固定电阻的结合体,这与实际的充电器会随输出电流增加而电压下降的特征是吻和的。 y L*LJ 1模型的数值分析 }<vvxi 为便于分析,作如下假定和定义: 9160L qY (1)假定系统耗电是恒定的,记为Isys; IuNkfBe4m (2)假定DCDC转换效率为固定的X%; }04Dg' (3)将R0+R1+R2记为Rl,即Rl=R0+R1+R2; 7'Lp8 (4)充电器输出电流记为Ichg,流入电池电流记为Ibat。 l{8CISO* 按照模型,可得出如下方程: XM$GQn]B Vchg=Vsrc-Ichg*Rl式(1) _ j~4+
H Vout=Vbat+Ibat*R3式(2) /J;;|X#P 根据能量守恒定律:Vchg*Ichg*X%=Vout*(Iout+Isys)式(3) >rKhlUD 2恒流充电中各物理量的变化 `|
Ey)@w 恒流充电阶段 GMBJjP&R] 恒流充电阶段流入电池的电流不变,但Vbat会逐渐升高;由式(2)Vout也会随之升高,导致DCDC输出功率成比增加;根据式(3),DCDC前端需加大输入功率,为增大输入功率,需增加Ichg;根据式(1),由于线路阻抗Rl的存在,在增加Ichg会导致Vchg降低。 Hq?& Qo Vbat↑→Vout↑→Vout*Ibat↑→Ichg↑→Vchg↑ bo1I&I |