鋰離子電池以其優(yōu)良的特性，被廣泛應(yīng)用于： 手機(jī)、攝錄像機(jī)、筆記本電腦、無(wú)繩電話、電動(dòng)工具、遙控或電動(dòng)玩具、照相機(jī)等便攜式電子設(shè)備中。

一、鋰電池與鎳鎘、鎳氫可充電池：

鋰離子電池的負(fù)極為石墨晶體，正極通常為二氧化鋰。充電時(shí)鋰離子由正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)而嵌入石墨層中。放電時(shí)，鋰離子從石墨晶體內(nèi)負(fù)極表面脫離移向正極。所以，在該電池充放電過(guò)程中鋰總是以鋰離子形態(tài)出現(xiàn)，而不是以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn)。因而這種電池叫做鋰離子電池，簡(jiǎn)稱鋰電池。

鋰電池具有：體積小、容量大、重量輕、無(wú)污染、單節(jié)電壓高、自放電率低、電池循環(huán)次數(shù)多等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴。鎳鎘電池因容量低，自放電嚴(yán)重，且對(duì)環(huán)境有污染，正逐步被淘汰。鎳氫電池具有較高的性能價(jià)格比，且不污染環(huán)境，但單體電壓只有1.2V，因而在使用范圍上受到限制。

二、鋰電池的特點(diǎn)：

1、具有更高的重量能量比、體積能量比;

2、電壓高，單節(jié)鋰電池電壓為3.6V，等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓; 來(lái)源：大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)

3、自放電小可長(zhǎng)時(shí)間存放，這是該電池最突出的優(yōu)越性;

4、無(wú)記憶效應(yīng)。鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應(yīng)，所以鋰電池充電前無(wú)需放電;

5、壽命長(zhǎng)。正常工作條件下，鋰電池充/放電循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)大于500次; 6、可以快速充電。鋰電池通常可以采用0.5～1倍容量的電流充電，使充電時(shí)間縮短至1～2小時(shí); 來(lái)源：大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)

7、可以隨意并聯(lián)使用;

8、由于電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是當(dāng)代最先進(jìn)的綠色電池;

9、成本高。與其它可充電池相比，鋰電池價(jià)格較貴。

三、鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ：

鋰電池通常有兩種外型：圓柱型和長(zhǎng)方型。

電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)構(gòu)，用一種非常精細(xì)而滲透性很強(qiáng)的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負(fù)極間間隔而成。正極包括由鋰和二氧化鈷組成的鋰離子收集極及由鋁薄膜組成的電流收集極。負(fù)極由片狀碳材料組成的鋰離子收集極和銅薄膜組成的電流收集極組成。電池內(nèi)充有有機(jī)電解質(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和PTC元件，以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時(shí)保護(hù)電池不受損壞。來(lái)源：大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)

單節(jié)鋰電池的電壓為3.6V，容量也不可能無(wú)限大，因此，常常將單節(jié)鋰電池進(jìn)行串、并聯(lián)處理，以滿足不同場(chǎng)合的要求。

四、鋰電池的充放電要求;

1、鋰電池的充電：根據(jù)鋰電池的結(jié)構(gòu)特性，最高充電終止電壓應(yīng)為4.2V，不能過(guò)充，否則會(huì)因正極的鋰離子拿走太多，而使電池報(bào)廢。其充放電要求較高，可采用專(zhuān)用的恒流、恒壓充電器進(jìn)行充電。通常恒流充電至4.2V/節(jié)后轉(zhuǎn)入恒壓充電，當(dāng)恒壓充電電流降至100mA以內(nèi)時(shí)，應(yīng)停止充電。

充電電流（mA）=0.1～1.5倍電池容量（如1350mAh的電池，其充電電流可控制在135～2025mA之間）。常規(guī)充電電流可選擇在0.5倍電池容量左右，充電時(shí)間約為2～3小時(shí)。來(lái)源：大比特半導(dǎo)體器件網(wǎng)

2、鋰電池的放電：因鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所致，放電時(shí)鋰離子不能全部移向正極，必須保留一部分鋰離子在負(fù)極，以保證在下次充電時(shí)鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則，電池壽命就相應(yīng)縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子，就要嚴(yán)格限制放電終止最低電壓，也就是說(shuō)鋰電池不能過(guò)放電。放電終止電壓通常為3.0V/節(jié)，最低不能低于2.5V/節(jié)。電池放電時(shí)間長(zhǎng)短與電池容量、放電電流大小有關(guān)。電池放電時(shí)間（小時(shí)）=電池容量/放電電流。鋰電池放電電流（mA）不應(yīng)超過(guò)電池容量的3倍。（如1000mAH電池，則放電電流應(yīng)嚴(yán)格控制在3A以內(nèi)）否則會(huì)使電池?fù)p壞。

目前市場(chǎng)上所售鋰電池組內(nèi)部均封有配套的充放電保護(hù)板。只要控制好外部的充放電電流即可。

一。鋰電池供電電路設(shè)計(jì)方案匯總（鋰電池的保護(hù)電路）

鋰電池的保護(hù)電路：

兩節(jié)鋰電池的充放電保護(hù)電路如圖一所示。由兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管和專(zhuān)用保護(hù)集成塊S--8232組成，過(guò)充電控制管FET2和過(guò)放電控制管FET1串聯(lián)于電路，由保護(hù)IC監(jiān)視電池電壓并進(jìn)行控制，當(dāng)電池電壓上升至4.2V時(shí)，過(guò)充電保護(hù)管FET1截止，停止充電。為防止誤動(dòng)作，一般在外電路加有延時(shí)電容。當(dāng)電池處于放電狀態(tài)下，電池電壓降至2.55V時(shí)，過(guò)放電控制管FET1截止，停止向負(fù)載供電。過(guò)電流保護(hù)是在當(dāng)負(fù)載上有較大電流流過(guò)時(shí)，控制FET1使其截止，停止向負(fù)載放電，目的是為了保護(hù)電池和場(chǎng)效應(yīng)管。過(guò)電流檢測(cè)是利用場(chǎng)效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻作為檢測(cè)電阻，監(jiān)視它的電壓降，當(dāng)電壓降超過(guò)設(shè)定值時(shí)就停止放電。在電路中一般還加有延時(shí)電路，以區(qū)分浪涌電流和短路電流。該電路功能完善，性能可靠，但專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，且專(zhuān)用集成塊不易購(gòu)買(mǎi)，業(yè)余愛(ài)好者不易仿制。

簡(jiǎn)易充電電路：

現(xiàn)在有不少商家出售不帶充電板的單節(jié)鋰電池。其性能優(yōu)越，價(jià)格低廉，可用于自制產(chǎn)品及鋰電池組的維修代換，因而深受廣大電子愛(ài)好者喜愛(ài)。有興趣的讀者可參照?qǐng)D二制作一塊充電板。其原理是：采用恒定電壓給電池充電，確保不會(huì)過(guò)充。輸入直流電壓高于所充電池電壓3伏即可。R1、Q1、W1、TL431組成精密可調(diào)穩(wěn)壓電路，Q2、W2、R2構(gòu)成可調(diào)恒流電路，Q3、R3、R4、R5、LED為充電指示電路。隨著被充電池電壓的上升，充電電流將逐漸減小，待電池充滿后R4上的壓降將降低，從而使Q3截止， LED將熄滅，為保證電池能夠充足，請(qǐng)?jiān)谥甘緹粝绾罄^續(xù)充1—2小時(shí)。使用時(shí)請(qǐng)給Q2、Q3裝上合適的散熱器。本電路的優(yōu)點(diǎn)是：制作簡(jiǎn)單，元器件易購(gòu)，充電安全，顯示直觀，并且不會(huì)損壞電池。通過(guò)改變W1可以對(duì)多節(jié)串聯(lián)鋰電池充電，改變W2可以對(duì)充電電流進(jìn)行大范圍調(diào)節(jié)。缺點(diǎn)是：無(wú)過(guò)放電控制電路。圖三是該充電板的印制板圖（從元件面看的透視圖）。

單節(jié)鋰電池的應(yīng)用舉例

1、 作電池組維修代換品

有許多電池組：如筆記本電腦上用的那種，經(jīng)維修發(fā)現(xiàn)，此電池組損壞時(shí)僅是個(gè)別電池有問(wèn)題。可以選用合適的單節(jié)鋰電池進(jìn)行更換。

2、 制作高亮微型電筒

筆者曾用單節(jié)3.6V1.6AH鋰電池配合一個(gè)白色超高亮度發(fā)光管做成一只微型電筒，使用方便，小巧美觀。而且由于電池容量大，平均每晚使用半小時(shí)，至今已用兩個(gè)多月仍無(wú)需充電。電路如圖四所示。

3、代替3V電源

由于單節(jié)鋰電池電壓為3.6V。因此僅需一節(jié)鋰電池便可代替兩節(jié)普通電池，給收音機(jī)、隨身聽(tīng)、照相機(jī)等小家電產(chǎn)品供電，不僅重量輕，而且連續(xù)使用時(shí)間長(zhǎng)。

二。鋰電池供電電路設(shè)計(jì)方案匯總（TP4056鋰電池供電方案）

這里介紹一種基于TP4056的單節(jié)鋰電池的充電方案，并通過(guò)簡(jiǎn)單外圍電路實(shí)現(xiàn)過(guò)充過(guò)放保護(hù)，電源自動(dòng)切換和硬件開(kāi)關(guān)機(jī)。

1、TP4056充電方案

圖1中4腳為電源輸入引腳，8腳為使能引腳，高電平有效（因此直接接到電源）;7腳和6腳，功能分別為充電狀態(tài)指示和充電完成指示，這兩個(gè)引腳內(nèi)部結(jié)構(gòu)均為漏極開(kāi)漏輸出，當(dāng)它們導(dǎo)通時(shí)，對(duì)應(yīng)連接的LED就會(huì)通過(guò)引腳內(nèi)部的MOS管形成通路，使LED點(diǎn)亮。正常充電情況下，7腳導(dǎo)通，紅燈亮，6腳截止，綠燈滅。充電完成后，7腳和6腳間的邏輯翻轉(zhuǎn)，綠燈亮，紅燈滅;5腳為電池正極連接端，芯片通過(guò)該引腳對(duì)電池進(jìn)行充電;1腳為溫度保護(hù)信號(hào)輸入端，其基本原理為，通過(guò)電池內(nèi)部的NTC（負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，隨著溫度升高而阻值降低，溫度降低而阻值升高）與外部的電阻分壓后輸入TEMP引腳，當(dāng)該電壓值低于輸入電壓45%和高于輸入電壓的80%，充電將被暫停，如果不使用溫度檢測(cè)功能，則可以將該引腳直接接地。2腳為充電電壓編程引腳

其中：

BAT為充電電流

VPROG為編程電壓（在預(yù)充階段為0.1V，恒流充階段為1V）

RPROG為編程電阻，通過(guò)Vprog引腳鏈接到地

例如，如果RPROG = 1200Ω，則預(yù)充階段充電電流為：

0.1/1200*1200=0.1A

恒流階段充電電流為

1/1200*1200=1A

到此TP4056芯片功能介紹完畢，更加詳細(xì)的資料可下載其數(shù)據(jù)手冊(cè)進(jìn)行詳細(xì)了解。

2、過(guò)放及過(guò)充保護(hù)

過(guò)充和過(guò)放保護(hù)，從字面意思理解即可，就是避免電池過(guò)度放電和過(guò)度充電。一般來(lái)說(shuō)，鋰電池廠家都會(huì)有內(nèi)置保護(hù)電路板，對(duì)電池進(jìn)行過(guò)充和過(guò)放的保護(hù)，這種情況下，我們直接使用TP4056即可;下面將要介紹的使用是沒(méi)有內(nèi)置保護(hù)板的鋰電池而采用的保護(hù)方案。

在眾多保護(hù)方案中，DW01加MOS管為最常見(jiàn)的方案，電路如下

正常狀態(tài)下，M1，M2均導(dǎo)通，

過(guò)充狀態(tài)下，M2截止，充電回路切斷，過(guò)放狀態(tài)下，M1截止，放電回路切斷，兩種狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的過(guò)充過(guò)放保護(hù);

基于DW01加兩個(gè)MOS的方案，廠商還推出了內(nèi)部集成MOS的DW06，相比較而言，DW06外部電路更簡(jiǎn)單電路圖如下

3、自動(dòng)電源切換

該電源切換電路選自于TP4056的數(shù)據(jù)手冊(cè)中，下面分析其工作原理

在只有VCC-BAT供電的情況下，由于MOS管Q3的G極被R1拉低到地，則MOS導(dǎo)通，VCC-BAT通過(guò)Q3向后級(jí)供電;

當(dāng)USB電源VCC-USB插入后，Q3的G極變?yōu)楦唠娖剑筈3截止，VCC-USB通過(guò)D1向后級(jí)供電;

USB拔除后，Q3導(dǎo)通，供電狀態(tài)恢復(fù)為VCC-BAT供電。

4、硬件開(kāi)關(guān)機(jī)電路

一般來(lái)說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的硬件電源切斷，會(huì)使用直接的機(jī)械開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制電源的通斷。但是由于機(jī)械開(kāi)關(guān)存在著體積較大（不利于小型化設(shè)計(jì)），且由于磨損導(dǎo)致壽命較短等缺點(diǎn)，按鍵開(kāi)關(guān)越來(lái)越多的被使用，下面介紹一種比較簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)電路：

如上圖所示

關(guān)機(jī)狀態(tài)：由于Q1被R1鉗位到高電平，Q1截止，VCC不能向后級(jí)供電

開(kāi)機(jī)：長(zhǎng)按S2，D2導(dǎo)通，使Q1的G極拉低而導(dǎo)通，VCC通過(guò)Q1向后級(jí)VCC-SYS供電;VCC-SYS連接MCU電源，MCU通電復(fù)位后開(kāi)始工作，通過(guò)控制連接到MCU上面I/O的Power-On，使其為高電平，此時(shí)Q2導(dǎo)通，使Q1的G極變?yōu)榈碗娖剑砷_(kāi)按鍵S2，只要Power-On引腳電平保持為高電平，系統(tǒng)供電正常供電;

關(guān)機(jī)流程：開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，長(zhǎng)按下S2，MCU通過(guò)D2，檢測(cè)到低電平，累計(jì)一定時(shí)間后，判定為關(guān)機(jī)動(dòng)作，將Power-ON引腳輸出低電平，Q1截止，系統(tǒng)斷電;

上面所述的電路，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的硬關(guān)機(jī)。

上面提到的四個(gè)電路，可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行組合調(diào)整，應(yīng)用于電路之中。

三。鋰電池供電電路設(shè)計(jì)方案匯總（硬開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)實(shí)例）

硬開(kāi)關(guān)電路是將2節(jié)7號(hào)電池的串聯(lián)電壓通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器MAX756轉(zhuǎn)換成3.3 V的電壓，電路圖如圖1所示。如果不經(jīng)升壓電路而直接由電池供電，那么因電池端產(chǎn)生的電壓存在一個(gè)由高到低的下降過(guò)程。2節(jié)新電池的串聯(lián)電壓在3 V以上，隨著能量的耗盡，會(huì)下降到2V以下，導(dǎo)致機(jī)器無(wú)法正常工作。JM2按鍵為開(kāi)/關(guān)機(jī)鍵，在按動(dòng)JM2時(shí)，由于按鍵的抖動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。由R20，C13，R21，R22，R23，V9構(gòu)成的充放電回路，作用是通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇R20，C13，R21的值，使充放電回路的充電時(shí)間與放電時(shí)間都大于鍵抖動(dòng)時(shí)間，從而有效地消除鍵的抖動(dòng)。V9集電極輸出的按鍵脈沖經(jīng)去抖后，再通過(guò)U25 （74HC14）三個(gè)帶施密特觸發(fā)器的反相器進(jìn)一步濾波整形，產(chǎn)生波形完整的單脈沖。由該脈沖觸發(fā)U24A（74HC74 D觸發(fā)器）的翻轉(zhuǎn)。

圖1中：

①若U24A的5腳Q端輸出高電平，則6腳Q端輸出低電平，該低電平輸入到MAX756的1腳禁止端（低電平有效）。此時(shí)MAX756處于關(guān)斷狀態(tài)，但由于DC/DC轉(zhuǎn)換電路中的脈沖整流管V5的存在，電池電壓仍然經(jīng)V5到達(dá)DC/DC的輸出端6腳。因此，在電路中還必須加一個(gè)晶體管V11作為開(kāi)關(guān)元件。在U24A的6腳Q端輸出低電平使MAX756處于禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，U24A的5腳Q端輸出高電平使晶體管V11處于截止?fàn)顟B(tài)，從而使電池到主電路的電源VCC的通路處于徹底關(guān)斷狀態(tài)，機(jī)器處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，并且關(guān)機(jī)時(shí)整機(jī)電流為最小，經(jīng)測(cè)量不超過(guò)5uA.

②當(dāng)按鍵脈沖觸發(fā)U24A（74HC74 D觸發(fā)器）翻轉(zhuǎn)，U24A的5腳Q端輸出低電平，6腳Q端輸出高電平時(shí)，MAX756處于工作狀態(tài)，因輸出電壓控制端2腳為高電平，所以輸出+3.3 V的電壓。同時(shí)，U24A的5腳Q端輸出低電平促使晶體管V11處于導(dǎo)通狀態(tài)，這樣MAX756輸出可為主電路提供工作電源，機(jī)器處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)。

在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，單片機(jī)的輸出SWPW保持為低電平。當(dāng)單片機(jī)將SWPW輸出改為高電平時(shí)，通過(guò)V10構(gòu)成的反相電路輸出低電平，使U24A置1端有效，U24A的5腳Q端輸出高電平，6腳Q端輸出低電平，機(jī)器將被關(guān)機(jī)，所以SWPW可作為“自動(dòng)關(guān)機(jī)”信號(hào)。由于在單片機(jī)上電復(fù)位時(shí)1/O口輸出為高電平，復(fù)位時(shí)的SWPW高電平會(huì)引起“復(fù)位誤關(guān)機(jī)”現(xiàn)象。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在SWPW輸出電路中加了由R25，C14構(gòu)成的充電回路，適當(dāng)選擇R25，C14的取值，復(fù)位后在R25，C14充電回路未充到V10導(dǎo)通的閥值電平0.7 V之前將SWPW置為低電平，便可避免“復(fù)位誤關(guān)機(jī)”現(xiàn)象。

MAX756的5腳LBI是電池低電壓的檢測(cè)引腳，如果該引腳上的電壓下降到內(nèi)部參考基準(zhǔn)電壓1.25 V以下，MAX756的4腳LBO（漏極開(kāi)路型輸出）便會(huì)輸出低電平，可作為電池低壓報(bào)警信號(hào)。報(bào)警電壓點(diǎn)的設(shè)定依據(jù)有兩個(gè)。

①國(guó)標(biāo)要求電池終止電壓為0.9 V.經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量，當(dāng)2節(jié)7號(hào)電池的串聯(lián)電壓降到2V以下時(shí)，電池能量即將耗盡，已不能維持產(chǎn)品持續(xù)穩(wěn)定工作。因此將電池低壓檢測(cè)報(bào)警點(diǎn)設(shè)定在2 V.

之所以稱該電路為硬開(kāi)關(guān)電路，主要原因在于按下JM2便可實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)機(jī)，無(wú)須再由單片機(jī)來(lái)輔助。SWPW的作用是實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)。接下來(lái)講的電池供電電路在按鍵控制開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)必須有單片機(jī)來(lái)輔助才行。

四。鋰電池供電電路設(shè)計(jì)方案匯總（軟開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)實(shí)例）

在圖2所示的電源管理電路中，采用了日本理光公司的RN5RK331A DC/DC轉(zhuǎn)換器，將電池提供的電壓變換為3.3 V的電壓后再供給主電路，保證在電池的整個(gè)壽命周期內(nèi)機(jī)器都能穩(wěn)定工作。

該電路的開(kāi)/關(guān)機(jī)的過(guò)程分為這樣兩種情況：

①在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，JM16鍵作為開(kāi)機(jī)鍵使用。按下JM16，電池電壓經(jīng)V1到達(dá)V5的基極，促使V5和V7導(dǎo)通；電池電壓經(jīng)V7到DC/DC轉(zhuǎn)換器RN5RK331A的輸入端和使能端，DC/DC轉(zhuǎn)換器開(kāi)始工作，向主電路輸出3.3 V電源。支付密碼器進(jìn)入開(kāi)機(jī)狀態(tài)后，再由單片機(jī)的P3.6輸出低電平并經(jīng)反相后通過(guò)V2使V5和V7保持導(dǎo)通狀態(tài)，這樣即使JM16鍵松開(kāi)后，支付密碼器也能維持開(kāi)機(jī)狀態(tài)，P3.6輸出低電平起到開(kāi)機(jī)自保的作用。

②在開(kāi)機(jī)狀態(tài)下，JM16鍵作為關(guān)機(jī)鍵使用。未按下JM16鍵時(shí)，SWH信號(hào)點(diǎn)為低電平。按下JM16鍵，SWH信號(hào)點(diǎn)為高電平，這一信號(hào)變化通過(guò)鍵盤(pán)接口被單片機(jī)讀取；在開(kāi)機(jī)時(shí)檢測(cè)到JM16的閉合，可確定為關(guān)機(jī)命令；等到JM16鍵松開(kāi)后，單片機(jī)的P3.6輸出高電平并經(jīng)反相后通過(guò)V2使V5和V7變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)，支付密碼器因?yàn)闆](méi)有電源供給而關(guān)機(jī)。在該供電電路中晶體管V7是電池供電的開(kāi)關(guān)元件，將它設(shè)在DC/DC轉(zhuǎn)換電路的前面，關(guān)機(jī)時(shí)將DC/DC轉(zhuǎn)換器的供電回路完全切斷，進(jìn)一步減小了關(guān)機(jī)時(shí)的漏電流。整機(jī)關(guān)機(jī)后，經(jīng)檢測(cè)，關(guān)機(jī)電流小于5uA.圖2中的電池低電壓檢測(cè)報(bào)警由日本理光公司的RN5VT20CA（U9）實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)電壓為固定值2V.

與圖1相比較，用JM16鍵開(kāi)機(jī)后，還必須利用單片機(jī)P3.6輸出低電平實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)自保，因此稱該電路為“軟開(kāi)關(guān)電路”。使用該軟開(kāi)關(guān)電路的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)須考慮按鍵去抖動(dòng)問(wèn)題，硬件電路簡(jiǎn)單，可降低硬件成本，節(jié)約印制板板面，在手持式產(chǎn)品中印制板板面是非常寶貴的（元器件的數(shù)量直接影響印制板的大小和產(chǎn)品整體外觀）。缺點(diǎn)是當(dāng)受到外界強(qiáng)信號(hào)干擾或由于電池電量不足而引起死機(jī)時(shí)，按鍵JM16將不起作用，必須取出電池，再重新裝入方能解決死機(jī)現(xiàn)象。當(dāng)然這種情況出現(xiàn)的機(jī)率極低，且因電池電量不足而引起死機(jī)時(shí)，就需要更換電池了。而圖1的硬開(kāi)關(guān)電路中，當(dāng)碰到死機(jī)現(xiàn)象時(shí)，無(wú)需觸摸電池，通過(guò)按鍵JM2就能實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)。

電源濾波

在以上介紹的DC/DC轉(zhuǎn)換電路中，采用的是DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器件，升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。

開(kāi)關(guān)K導(dǎo)通時(shí)電池BT給電感L充電，在L中以場(chǎng)的形式儲(chǔ)存能量1/（2L×I2）。其中，I為電感電流。K斷開(kāi)后，L中的磁能又以電能的形式釋放給濾波電容C2和負(fù)載RL.周期性的開(kāi)關(guān)操作使電池能量源源不斷地送入負(fù)載，而輸出電壓被轉(zhuǎn)換為：

Vout = Vin/（1-δ）

式中，δ為開(kāi)關(guān)占空比（導(dǎo)通時(shí)間占工作周期的比率）。控制電路監(jiān)測(cè)輸出電壓并控制占空比，從而達(dá)到調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓的目的。本文介紹的DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器件的控制方式均為PFM（脈沖頻率調(diào)制），具有較小的靜態(tài)電流，輕載情況下效率較高，但紋波稍大。為保證主電路穩(wěn)定工作，必須考慮對(duì)電源輸出進(jìn)行濾波。一般采用無(wú)源濾波電路來(lái)進(jìn)行濾波，無(wú)源濾波的主要形式有電容濾波、電感濾波和復(fù)式濾波（包括倒L型，LCπ型濾波和RCπ型濾波等）。當(dāng)采用電感濾波或復(fù)式電感型濾波時(shí)，需采用電感量高、體積大的電感，對(duì)手持、便攜式產(chǎn)品并不適用，所以在負(fù)載電流較小的場(chǎng)合，采用RCπ型濾波，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，濾波效果也比較好。濾波電容的等效串聯(lián)電阻《ESR）是造成輸出紋波的主要因素，電容的材質(zhì)應(yīng)選擇具有較低ESR的陶瓷電容、鋁電解電容和鈕電解電容，應(yīng)盡量避免標(biāo)準(zhǔn)鋁電解電容。采用RCn型濾波時(shí)，輸出電壓兩端的脈動(dòng)系數(shù)S=1/（Kω×C×R）。K為常數(shù)，由該公式可知，在ω值一定的情況下，R愈大，C愈大，則脈動(dòng)系數(shù)愈小，也就是濾波效果就越好。R值增大時(shí)，電阻上的直流壓降會(huì)增大，這樣就增大了直流電源的內(nèi)部損耗；若增大C的電容量，又會(huì)增大電容器的體積和重量，也不易實(shí)現(xiàn)，因此電容的容量一般為10-100 uF，電阻的值一般在10Ω以下。

以上介紹的兩種電池供電電路，都是將電池電壓轉(zhuǎn)換為+3.3 V直流電壓，為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)提供工作電源的DC/ DC升壓電路。這類(lèi)電路主要用在由2節(jié)7號(hào)電池供電的PDA、手持終端等產(chǎn)品中，其他類(lèi)產(chǎn)品（如手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)）的電池供電電路會(huì)有所不同，但工作原理基本相似。在電池供電電路的設(shè)計(jì)中，都會(huì)面臨如何實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)機(jī)、降低關(guān)機(jī)電流、減小輸出電源中的紋波和干擾信號(hào)、提高轉(zhuǎn)換效率等一系列問(wèn)題。只有妥善地解決這些問(wèn)題，才能確保產(chǎn)品穩(wěn)定可靠地工作。本文所講的兩個(gè)實(shí)例較好地解決了這方面的問(wèn)題，已經(jīng)在產(chǎn)品中實(shí)際應(yīng)用，效果良好。當(dāng)然隨著新器件的不斷涌現(xiàn)，還需不斷地改進(jìn)和完善此類(lèi)電路的設(shè)計(jì)，以提升產(chǎn)品的整體性能。