便携式设备电池管理策略与应用设计

从以下几个方面看充电管理差异：

1.冷电池启用：镍氢电池需要在低电流下完成一个完整的充电才能较可靠地启用其容量潜力，锂2电池的则不需要完整地走完这个过程就转入快充；

2.NiHM电池的开路端电压及其温度系数分散大、不能只利用开路电压判断充满的程度，而锂2电池则可以；

3.NiHM电池比较"皮实"，在接近充满或充满后的涓充电流大点、小点或者时间长点、短点都不会产生显著的问题；锂2电池则不然，不推荐长时间涓充；

4.对于这两种电池而言，快充期间的电流大些、小些都不是问题，但由于较好地判断NiHM电池是否充满需要维持稳定的充电电流。因此NiHM快速充电要求真正的恒流；

5.公认合理的充满判断不一致。NiHM需要在恒流下检测电压变化率（=0V/min）或电池的温升速度（0.4度-0.8度/min，最好是相对的升温速度）以判别是否充满；锂2电池则只要看开路电压即可（要把充电电流降低到0.01-0.05C以消除阻性压将的影响）；

6.断续充放电和是否充分充电对NiHM的寿命有影响，因此NiHM要设计充分的涓充时间。

关于NiHM电池的充电可参考http://www.go-gddq.com/html/2006-02/396375.htm，该网文有较详细的论述。

锂2电池只有采用脉冲充电可能在接近充满时也使用1C的充电电流（不建议），如果采用恒流恒压方式则在接近充满时电流已经下降很多了。

无论是采用哪种方式，锂2电池和NiHM电池在接近充满时的电压变化率都是下降的。NiHM的下降比锂2电池显著，最后会出现负变化。锂2电池的端电压不允许超过一定限度，如果接近充满时仍保持1C充电，实际你可能观察不到更低的变化率就不得不停止充电（保护电路会切断通路或者电池出现异常）。

Q14：便携应用高速数据线路ESD保护解决方案。

随着特征尺寸的减小，集成电路(IC)内氧化物的击穿电压也在下降，使IC对静电放电(ESD)电压更为敏感。 ESD保护解决方案的技巧。

A14：除了USB外，大多数高速物理连接的输入输出阻抗都很低，甚至低到25ohm，因此在正常工作时对静电的释放能力算是比较强。不工作的时间里需要设计接口也保持低阻，如采用耗尽结构，或者改变基底隔离方案则一般会需要较高的代价，基本上都置之不顾了、工艺控制上得小心。

在IC外部保护的办法有限，只能是选取专用的低介入电容TVS器件或者有意在传输线上增加符合特征阻抗要求的衰减网络。几十兆还好处理，再高实际上没有好的办法。再高的频率上只能山不转水转，直接吸收不了就限制输入带宽或者使局部跟着输入端浮动、在浮动的部分之后当低速信号增加ESD的吸收。这些外部方案对高速排线基本上不现实。要求严格的场合可能不得不采用光纤带或者变压器组。

Q15：如何提高USB充电效率？

一些场合下需要通过计算机USB接口对设备提供在线充电，电池为3节镍氢充电电池串联，容量在1000mAh以上， 如何最大限度提高充电效率，缩短充电时间。充电过程中还要监视电池电量。

A15：这个问题需要从3个方面出发：

其一是如何有效地利用USB供电能力。USB的标准的Vbus供电能力不允许超过500mA，但实际上大多台机地USB口可以供出1.2A，甚至4A。首先要考虑要不要过USB兼容性测试以及是不是要冒把USB Vbus拉低到故障状态的风险 。如果要格执行USB标准，则你的设备在完成USB设备枚举和协商电流供应量之前是不能启动充电的。实际设计实践中大多USB设备采用折衷的方案，而不是参与枚举和协商电流供应量。

由于要求监视电池电量，你的系统里面一定是需要MCU的。折衷的方案也需要借用这个MCU实现。其中包括实现3个步骤的操作：

1.插到USB接口后，暂时不充电，等待一定时间使其它设备可以完成枚举；如果在一段时间内没有被通知禁止充电，则开始尝试充电；

2.开始尝试充电时采用对大多数USB接口安全的电流充电，直到电池里面的电量可以短时间支撑MCU运行；

3.尝试加大从USB吸取的电流，直到达到设计的充电电流或者观察到USB电压下跌或者保护性关断。如果只是观察到了下跌，则可以按一定比例减少吸取的电流；如果出现了保护性关断，MCU则需要依靠电池里面已有的储能工作、等待USB供电恢复后再以一定比例减少吸取的电流。

大多数USB的Vbus在过流条件消失后会恢复供电。如果不能自动恢复、只要在约定的时间里能手动恢复，MCU需要仍能减少吸取的电流。

其二在确定的USB输出能力下，如何高能效地充电。要提高能效，则需要考虑使用开关方式的充电器，如DS2715和MAX712等。但是这两个型号的充电控制器还需要DS2745等电量计芯片才能完成电池电量的监视（http://para.maxim-ic.com/en/search.mvp?fam=batt_stat295=Fuel%26nbsp%3BGaugetr