#電源設計 #電池管理系統BMS #可攜式銷售點POS #保護元件 #USB-PD #Type-C
【保護元件，小兵立大功】
先進的設計理念有助於避免或完全消除由過電流、過電壓、過熱狀況引起的損壞，以提高行動設備的可靠性和使用壽命，包括可攜式銷售點 (POS)。設計人員面臨的挑戰包括保護產品免受諸如人為觸摸和過電流引起的靜電放電 (ESD) 等危險，以及使用電源適配器交流電源線產生的瞬態事件；另一個挑戰是需要開發可延長電池壽命並安全加快電池再充電時間的產品，以最小化 POS 終端停機時間。
鋰離子電池的使用使設計人員可以在小型電池組中提供高能量密度，並可以實現快速充電能力；但是，設計人員需要管理充電週期並監視電池，以免損壞電池組。設計人員面臨的第三個挑戰是確保他們的產品符合適用的標準。不遵守標準會妨礙新產品及時推向市場。國家認可的測試實驗室拒絕產品會引起重新設計工作和重新測試從而導致收入損失，進而導致產品延遲交付市場。
用於產品保護和問題檢測元件有很多種，包括：熔斷器、壓敏電阻、瞬態電壓抑制器、ESD 抑制器和溫度檢測器。雖然鋰離子電池組在緊湊型電池中具有較高的能量密度，但如果受到外部短路的影響，它們很容易發生熱失控。電池管理電路為電池組提供保護功能，但設計人員仍應考慮使用可復位過電流保護元件，如：聚合物正溫度係數 (PPTC) 元件，為電池組提供過電流保護。
延伸閱讀：
《利用強大的保護技術最大限度地延長移動銷售點 (POS) 的正常執行時間》
http://www.compotechasia.com/a/tech_application/2021/0527/48024.html
#利特Littelfuse
鋰電池放電電壓 在 Re: [問題] 鋰電池過放電壓- 看板Electronics 的推薦與評價
小弟用google神找的
簡單的來說 過充 會產生太多氣體 爆炸 放電太多 會無法逆向化學反應充電
手機鋰電池的充電是大家生活中經常遇到的事情，而對於良好的充電習慣，正確的充電方
式您瞭解了嗎？
目前手機常見電池類別
Ni-MH（鎳氫電池）、Li-ion（鋰離子電池）、LiB（液體鋰離子電池)、
LiP（聚合物鋰離子電池）。
鋰離子基本參數之“電壓”
電池標稱電壓：3.7V/3.6V，
充電截止電壓：4.2V/4.1V。
手機關機電壓：3.5V （一般而言）
電池放電下限：2.75V/2.7V
手機實際工作電壓：4。2--3。5V
（*注1說明： 電壓因電芯設計工藝不同而不同，新型容量較大電池多為3.7V）
判斷電池剩餘容量最簡便的方法是測量電壓（4.2V為例）：
4.20V----100%
3.95V----75%
3.85V----50%
3.73V----25%
3.50V----5%
2.75V----0%
鋰離子基本參數之“電池容量”
根據鋰離子國家標準GB/T18287 2000：以1C倍率充電達到4.2V（或4.1V，C是標稱容量，
安時或毫安培時）、以0.2C的倍率放電至2.75V(2.7V)，電流與時間之積為容量。試驗5次
只要一次達到標稱為合格。相關地，根據氫電國家標準GB/T18288-2000：NI-HN電池容量
是按0.4C充電、0.2C進行測量 。
鋰離子基本參數之“電池迴圈壽命“
電池經過N次1C充、1C放電後，容量下降到70%，N為迴圈壽命。國標規定壽命不得小於
300次。實際容量降到70%電池還是可以用的。 注意，電池實際迴圈壽命還和使用中的
DOD（放電深度）有密切關係。因品質、充放電控制精度及使用習慣的影響，同一電池在
不同人、不同環境及條件下使用，其壽命差異可能很大。
鋰離子電池的結構
由電芯、保護電路板、骨架、外包裝組成。
鋰離子電池充電要求
鋰離子電池的電芯電極結構對充放電的電壓要求非常嚴格，必須要求具備恒流恒壓
（CC/CV：Constant Currert-Constant Voltage 來自國家標準GB/T18287 2000規範）
兼顧的鋰離子電池充電器。即充開始電電流恒定、電池端電壓隨著充電過程逐步升高達到
4.2V（4.1V）拐點電壓時改為恒壓充電，此後充電電流隨充電飽和度加深逐步減小，當達
到0.01C時，充電結束。
非鋰離子電池專用充電器不具備此充電特性，若用之對LION電池這種充電器將會縮短電池
的使用壽命，甚至發生危險。
電池的初充啟動法
新電池出廠電池為半充電狀態（以減輕運輸保管過程中自放電現象），另電池放置一段時
間後會進入休眠狀態；新電池和存放久的電池做啟動充電有利於幫助電池進入狀態。方法
是：先直接使用電池直到手機自然關機、然後用手機關機充電到顯示充滿、再加充1-3小時
。該方法的優點：既讓電池得到初步熱身、避免了以往“三次14小時初充電”的麻煩（該
法實際是犧牲消耗一段電池壽命去換取啟動速度的），以後讓電池在使用中“自然啟動”
。初充電避免使用手機加線充之外的其他充電方式。
電池保護板及智能充電
電池內鋰元素以離子狀態存在，安全性很高。但電芯在過充、過放電導致的高溫
內部壓力增大情況下仍存在損壞甚至爆炸的危險。電池保護板通過電子器件提供過流、過
壓、過溫保護特性，可有效杜絕意外發生。 是不是有了保護板就沒有問題了呢？非也！
電池保護拐點電壓一般為4.2V(或4.1V)，而保護板設計保護電壓標準通常是4.35V（實際可
能更高些）,所以保護板只能應付意外引起的嚴重情況，而對日常過充無任何保護作用。
許多手機（比如MOTO、三星）具備“智慧充電”功能 。他們電池的保護板裝了存儲了電資
料的記憶體或表示電池型號的阻容器件，手機以此識別電池類型、規格、容量並提供適合
的充電控制參數，當資料不正確或電池不符要求，手機將顯示“非認可電池”而拒絕使用
。保護板上還可採用PTC/NTC溫感器件自動補償溫度引起的容量變化、並根據溫度調節充電
電流，也達到智慧控制充電的目的。
影響待機時間/通話時間因素
-. 手機型號、具體手機個體耗電情況、手機參數設置
-. sim卡晶片工藝制程(1.8V制程sim卡耗電只是常規3V制程sim卡的1/3）
-. 手機所處位置信號強度；信號強、與基站距離近，手機與基站溝通需的發射功率就小。
-. 充電方式、充電時間、充電後電池閒置時間；
-. 電池容量、品質、使用年限；
-. 環境溫度（接近零度的低溫下容量會銳減）。
電池運輸及儲存的準備
應讓電池於半荷電(50%半充電)狀態。餘壓過低、長期存放後因自放電至電池電壓低於
2.75V將影響電池壽命，跌落至2.2V以下“死區”甚至會一睡不醒而報廢。而滿電時、電池
物質處於活躍狀態、加劇老化和自放電，同樣會影響壽命。
電池的連接
嚴禁以烙鐵焊接，因高溫會導致電芯結構損壞，嚴重存在爆炸危險。應以高頻點焊機焊接
。
鼓脹現象
充電過程中電池內部會產生少量氣體，一般會在放電時吸收。充電電流太大、經常過充則
會加劇氣體產生、使電池內壓增加導致出現鼓脹現象。電池產生輕微鼓脹是允許的。避免
過充減少鼓脹現象的關鍵。
鋰離子電池特點
重量輕、容比大、自放電輕微（1%/天）、充電效率高（充電輸入容量幾乎等於電池輸出容
量）、無記憶效應、無須維護性放電、單體電壓達3.7V(3.6V)、迴圈次數可達300-1K、具
備快速充電能力、高溫放電特性優秀。
快速充電的實現
除常用的恒流恒壓（CC/CV）方式， 一些高級充電器具備高速充電能力，充電時間有的只
需要25分鐘甚至10分鐘！（如國際四驅車模比賽用電池充電器）。其原理是：採用大電流
充電、在電芯充電達到飽和氣化點瞬間立即反轉放電以吸收產生的氣體……不斷迴圈直到
電池充滿。原理上，有以檢測電池達到過充時溫升加速的dT/dt方式、有檢測電池充電達到
飽和氣發時電壓出現輕微下降現象的-ΔV方式。監測採樣、計算和控制都必須採用專用的
LSI精密晶片進行，GP三代1800mah一小時快速充電器即為-ΔV方式。
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