磷酸铁锂电池怎样得到更大的功率

患者护理范畴的首要趋势之一，是在患者家中越来越多地运用远程监督体系。出现这种趋势的原因很明显，让患者住在医院的费用太高了，令人难以承受。因此，许多这类便携式电子监督体系纳入了RF收发器，以便数据能直接发到医院中的督查体系中，供医师研讨和剖析之用。明显，这类体系一般由AC电源、电池或一同由二者供电。为了保证在除医院之外的其他地址运用时，体系能接连作业，这种冗余性是必要的。此外，在便携式医疗确诊设备范畴取得了许多新的发展，例如医师和护理处处带着的设备，都将电池作为主电源，或将电池作为备份电源，以防AC电源中断。这类体系需求高效率电池充电电路。

除了医疗运用，便携式工业银行终端、坚固耐用的平板电脑、库存操控和条码扫描设备等都需求单节大容量电池，以减小外形尺寸和分量。根据锂资料的电池一贯是最盛行的选择。但是，要快速、准确和安全地给这类电池充电，却不对错微乎其微的事情。此外，人们一贯在开发新的、根据锂的化学阳极/阴极组合，这类组合也在不断地面向干流商场。这种趋势的一个比如是，磷酸铁锂（LiFePO4）电池已在许多运用中锋芒毕露，与根据钴的锂离子/锂聚合物电池比较，磷酸铁锂电池可供给更高的安全性和更长的电池寿数。并且这种化学组成的电池还一同具有根据钴的锂离子电池所具有的其他许多优势，包含较低的自放电速率和相对较轻的分量。比较之下，除了改善安全性（因为具有抗“热失控”才能）及延伸电池循环寿数之外，磷酸铁锂电池具有更高的峰值功率额定值，对环境影响更小。一般医疗和工业运用愿意承受磷酸铁锂电池更低的单位体积能量密度，以沟通更高的安全性和更长的周期寿数。备份运用需求更长的周期寿数，且要能以大电流放电。

怎样得到更大的功率

许多手持式工业或医疗设备的电源架构常常与大显示屏智能手机的电源架构类似。一般情况下，3.7V（终究充电或“浮置”电压为4.2V）锂离子电池一贯用作主电源，因为其单位分量能量密度（Wh/kg）和单位体积能量密度（Wh/m3）很高。过去，许多大功率设备运用两节7.4V（8.4V浮置电压）锂离子电池，以满足功率要求，但是因为价格低廉的5V电源处理IC的上市，越来越多的手持式设备选用了更低电压的架构，这使得能够运用单节锂离子电池。典型的便携式医疗或工业设备具有许多功用和非常大（就便携式设备而言）的显示屏。当用3.7V电池供电时，其容量有必要以数千毫瓦小时计。为了用几小时给这么大容量的电池充电，就需求几安培的充电电流。

不过，即便需求这么大的充电电流，在没有大电流沟通适配器可用时，用户仍然想用USB端口给他们的大功率设备充电。为了满足这种要求，当有沟通适配器可用时，电池充电器有必要能以大电流（》2A）充电，但是仍然能高效率地运用USB端口可供给的2.5W至4.5W功率。此外，该IC产品需求保护活络的下流低压组件，使它们免受可能由损坏导致的过压事情的影响，并高效率地将大电流从USB输入、沟通适配器或电池引导到负载，以最大极限地削减以热量方式损失的功率。一同，该IC有必要安全地处理电池充电算法，并监督要害的体系参数。

磷酸铁锂电池较低的3.6V起浮电压导致无法运用标准的锂离子电池充电器。假设充电不妥，就有可能对这种电池造成无法批改的损坏。准确的起浮电压充电将延伸电池的寿数。与根据钴的锂离子电池比较，LiFePO4电池的利益包含体积能量密度（每单位体积的容量）较高，并且不容易过早地出现毛病（倘若新电池过早地“深度循环”）。

首要规划束缚总结如下：

·大容量电池需求大的充电电流和高效率

·许多便携式运用，包含工业和医疗设备，都需求USB兼容充电所供给的便利性

·磷酸铁锂电池有特殊充电要求，即更低的浮置电压，与锂离子电池比较有一些令人欣慰的优势

上面评论的任何满足这些规划束缚的IC解决方案都有必要是紧凑和单片型的，能应对快速、高效率给单节大容量电池充电的问题，并与磷酸铁锂等新的化学组成兼容。这样的设备会成为催化剂，能前进选用大容量电池的便携式工业和医疗产品在全球的选用率。

应对选用单节电池的便携式设备的功率挑战

尽管上述要求或许看似不行能用单片IC来满足，但是看一下LTC4156吧。LTC4156紧随盛行的、根据锂资料的LTC4155而来，是一款大功率、I2C操控、高效率电源通路（PowerPath？）处理器、志向二极管操控器和磷酸铁锂（LiFePO4）电池充电器，适用于选用单节电池的便携式运用，例如便携式医疗和工业设备、备份设备和高功率密度电池供电运用。该IC为从各种电源高效率传送高达15W的功率而规划，一同最大极限地降低了功耗，并减轻了热量预算束缚。LTC4156的开关电源通路拓扑无缝地处理从两个输入电源，例如沟通适配器和USB端口，到设备的可再充电磷酸铁锂电池的功率分配，一同当输入功率有限时，优先向体系负载供电。

对电池而言更安全

在对电池快速充电时，监督电池的安全性是很重要的。当电池温度降至低于0°C或升至高于60°C时（如一个外部负温度系数的NTC热敏电阻所测得的那样），LTC4156会主动中止充电。除了这一自主性功用，LTC4156还供给一个扩展标度的7位模数转换器（ADC），以凭借约1°C的分辨率监督电池温度。这个ADC与4个可用的浮置电压设置和15个电池充电电流设置相结合，可用来建立根据电池温度的定制充电算法。