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锂离子充电器技术要求高 芯片成本品质缺一不可



  在锂离子充电器产品中,手机充电器是市场上的主流产品。虽然锂离子充电器市场被看好,但锂离子电池对充电器的要求非常苛刻。设计生产锂离子充电器,需要满足几大要求。在锂离子充电器中,电池充电器芯片在系统设计中扮演着重要的角色。高性价比的芯片受市场欢迎。

  在手机、个人媒体播放器、数码相机、导航系统等便携产品市场的推动下,锂离子充电器市场的前景被业界广泛看好。

  根据诺基亚公司的预测,2008年全球手机销售量将达12亿部,比2007年增长10%。即使按照每部手机在出厂时只配一个锂离子充电器,该市场的需求也要12亿个之多。根据市场调研公司赛迪顾问的预测,2007年中国MP3销量达到200多万台,与此同时,MP4和MP5等新概念播放器也突破200万台,去年这两个市场总计需要400多万个锂离子充电器。

  记者了解到,目前中国是全球锂离子充电器最大的生产地,去年共计生产了5亿个充电器,其中1亿多个销售在国内,其余都销往国外。而内地市场上有超过几百家的锂离子充电器制造商,其中大多数为中小型企业,平均每家厂商的月产能在几十万个以上,广东省聚集了最多的锂离子充电器制造商。

  在锂离子充电器产品中,手机充电器是市场上的主流产品。崧顺国际有限公司研发部技术总监喻德茂向《中国电子报》记者介绍说,今年他们公司主要设计生产手机充电器以及PDA、MP4、随身充等一些特殊的充电器。而东莞市石龙富华电子有限公司开发中心经理林俊容则介绍说,今年他们设计的手机充电器中,主要是5V充电器,充电电流在500mA-800mA之间,这些产品的特色包括:安全,环保,节能,通用。

  虽然锂离子充电器市场被看好,但锂离子电池对充电器的要求非常苛刻,要设计生产锂离子充电器,需要满足几大要求。其中,基本要求是充电时要保持特定的充电电流和充电电压,即恒流恒压方式,这才能保证电池的安全充电。而且,为有效利用电池容量,需将锂离子电池充电至最大电压,但是过压充电会造成电池损坏,这就要求过压保护。

  另外,锂离子电池还增加了其他充电辅助功能,目的是为了改善电池寿命,简化充电器的操作,其中包括给过放电的电池使用涓流充电,电池电压检测,输入电流限制,充电完成后关断充电器,电池部分放电后自动启动充电等。这些所有及部分功能都可以在充电芯片中实现,当然,也可利用ASIC(专用集成电路)、分立器件或在微处理器的基础上用软件实现。

  而最近几年,解决锂离子充电器的静态能耗问题也逐步成为充电器设计过程中的一个重要环节。

  总体来说,锂离子充电器在设计过程中在安全、环保和能耗上必需满足不同的国际和国内标准。东莞市石龙富华电子有限公司开发中心经理林俊容向《中国电子报》记者介绍说,在安全方面,锂离子充电器要满足国内3C/GB4943的要求,要取得3C认证和TLC认证,还要满足YD1591规定,出口则要完全符合国际上IEC60950的安全规定和要求;在环保方面,锂离子充电器要符合《电子信息产品污染控制管理办法》,或要符合国际的RoHS要求;在能耗方面,锂离子充电器要满足YD/T1591中关于效率与无负载能量消耗方面的要求,或国际上的CEC(加州能源委员会)及能源之星(EnergyStar)的要求。

  在锂离子充电器中,电池充电器芯片在系统设计中扮演着重要的角色。它是控制锂离子充电状态的功率器件。目前,市场上主流的充电器芯片包括技领半导体(ACT)、美国超捷半导体(PI)、意法半导体(ST)、飞思卡尔(Freescale)、昂宝(OB)及怀格有限公司(IW)等厂家的芯片。

  在这些主流芯片中,ACT的芯片单价最低,各种性能都达到了厂家的要求,因此市场也最火。去年ACT销售了1亿多个锂离子充电器芯片,中国国内的锂离子充电器厂商基本都有基于ACT芯片的充电器产品系列。此外,PI和ST的产品在市场上的占有率也非常高。其中,PI的产品性能非常好,但价格也非常贵,以前,外资锂离子充电器厂商大多都采用PI的芯片。而市场上的主流产品型号包括ACT的ACT30和ACT35、ST的VIPER12系列、PI的LNK系列及昂宝的OB系列。

  崧顺国际有限公司研发部技术总监喻德茂向记者介绍说,锂离子充电器企业在选择芯片时,要考虑芯片的性能稳定度,是否便于设计生产,价格是否优惠,是不是能够满足CEC及Energystar等相关要求。而东莞市石龙富华电子有限公司开发中心经理林俊容表示,他们在选择时考虑的是成本和品质的综合比较,也就是性价比上的考虑。

  而充电器芯片厂商主要在安全性,像控制精度、热处理等方面改善设计。像飞思卡尔日前推出了一系列锂离子电池充电器集成电路产品MC34671、MC34673和MC34674,具有高精确度和高集成度。电池充电器集成电路可以在整个温度范围内提供±0.4%的输出电压精确度和±5%的充电电流精确度。这些电池充电器集成电路为单个锂离子或锂聚合物电池提供高达1.2A的充电电流。高输入电压功能(最高达28V)是专为消除手持器件所需的外部输入过电压保护电路的需要而设计的,有助于降低系统成本和电路板空间。

  而与此同时,Maxim(美信)也推出MAX8814首款额定28V的单输入充电器,可以承受高达28V的输入瞬态变化。该器件通过集成Maxim专有的温度及恒流恒压(CCCV)调节电路,可以避免快速充电过程中出现过热,简化了硬件设计。

  此外,微芯等企业也都推出了新的锂离子充电器芯片产品,而芯片企业在不断提高产品性能、安全性和低功耗水平之外,降低成本,提高性价比也是应该重点关注的。

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