大多數(shù)便攜式產(chǎn)品的性能取決于為其供電的電池質(zhì)量。近幾年來，隨著電池性能的提高，便攜式產(chǎn)品正在向著更小、更輕、功能更強大的方向發(fā)展。目前，用于便攜產(chǎn)品供電的電池有三種：堿性電池、鎳氫電池(NiMH)和鋰離子電池。堿性電池是不可充電電池，具有極低的自放電率和極低的成本。常用于低功耗產(chǎn)品，如：遙控器、電動玩具等。當負載相關于堿性電池的容量過大時，如：筆記本電腦、pDA和蜂窩電話，需選用可充電電池。有兩種可充電電池選擇：NiMH電池和Li+電池。NiMH電池與Li+電池相比，具有較高的自放電率，能量密度也不如Li+電池高，但其成本遠遠低于Li+電池，對保護電路的設計要求不高。因此，適合用于對成本比較敏感的產(chǎn)品。另外，NiMH電池的電壓規(guī)格與堿性電池相同，可直接用來替代堿性電池?，F(xiàn)在，市場上較好的NiMHAA電池容量可以達到1700mAh~2000mAh，但是，由于電池廠商的測量設備與用戶的實際應用條件有一定差異，實際應用中用戶可能得不到電池標稱的容量。另一方面，電池本身的性能也會在一定程度上影響電池的使用效果。而關于電池管理設計工程師來說，還要特別注意充電器的設計問題，因為電池性能的好壞與所使用的充電器也有很大關系，NiMH電池適于完全充滿和完全放電的過程。假如使用劣質(zhì)充電器，充電時無法給電池補充全部電量，那么，即使使用最好的電池也不能達到預期效果。所以，在設計NiMH電池充電器時，需全面考慮性價比問題，不能一味追求低廉的價格。Dallas半導體公司近期推出的NiMH電池充電器DS2711和DS2712適用于內(nèi)置式或外置式（獨立的）1~2節(jié)AA、AAANiMH電池充電。通過監(jiān)控溫度、電壓和充電時間，實現(xiàn)最佳的快速充電控制。此外，它還能夠檢測失效或不匹配電池，如一次性堿性電池，支持串聯(lián)和并聯(lián)拓撲，可以對每節(jié)電池單獨檢測和控制。

如何構(gòu)成線性充電器與脈沖充電器通過采用DS2712，可以構(gòu)成線性充電器和脈沖充電器（圖1所示），充電器設計人員要對充電結(jié)構(gòu)做出正確選擇。線性充電器的調(diào)節(jié)器通過一個工作在線性區(qū)的晶體管，分擔直流電源與電池之間的壓差，功耗為充電電流與管壓降的乘積。假如調(diào)節(jié)器被封裝在一個空氣不流通的小空間內(nèi)，功率耗散將導致發(fā)熱、引起溫升。圖1中,a)圖是用DS2712構(gòu)成的線性充電器，可以為2節(jié)串聯(lián)的NiMH電池充電。DS2712驅(qū)動外部功率晶體管FCX718，將電源電壓降低至所需電池電壓。線性充電器電路簡單，成本相對較低，但需注意散熱問題。例如：對一個充電電流為1A的2節(jié)NiMH電池充電器，每節(jié)NiMH電池充電終止電壓通常為1.6V~1.7V，但也可能高達2V，具體取決于電池和充電電流。因此，直流電源電壓必須高于2×2=4V。單節(jié)NiMH電池完全放電后電壓可能降低到0.9V。照此計算，電池組此時的電壓應當是2×0.9=1.8V。假如使用標準的+5V直流電源，則晶體管的壓差為5V-1.8V=3.2V。在給完全放電的電池充電時，充電器將消耗3.2W電能，電池將耗電1.8W，充電效率僅為36%。因此，線性結(jié)構(gòu)比較適合散熱條件較好的外置式充電器（也稱作搖籃架充電器）。

包括筆記本電腦在內(nèi)的一些較大尺寸的便攜設備會把電池充電器作為系統(tǒng)的一個部件放置在系統(tǒng)內(nèi)部。此時，充電器的效率至關重要，這并非為了能夠傳輸最大能量，僅僅為了降低熱量。因為熱量出現(xiàn)溫升，而電池工作于高溫環(huán)境會縮短壽命。由于要求在整個電池電壓范圍內(nèi)保持高效性，充電器應該選用脈沖式充電器，因為其功率耗散相對較小并且與輸入輸出壓差無關，圖1b)是利用DS2712配置的脈沖充電器。脈沖充電器的重要缺點是要電感元件和電容濾波器，以便將開關輸出電壓轉(zhuǎn)換成適合于電池的直流電壓。這種調(diào)節(jié)器的另一缺點是：開關過程中會出現(xiàn)噪聲，要通過適當?shù)牟季€技術和屏蔽、濾波措施來防止。

NiMH電池的充電控制NiMH電池充電時，電池滿充時，端電壓上升到最大值然后開始下降。當端電壓開始下降，即dv/dt變?yōu)樨撝禃r，應該終止快充模式，否則，充電電流將把電池中的水電解成氫氣和氧氣，導致電池報廢。為了保證在電池損壞之前終止快速充電模式，充電器要檢測NiMH電池的端電壓，當該電壓達到最大值即dv/dt=0或略低于0時，終止快充模式。除了對電壓檢測外，充電器還要監(jiān)視電池溫度、充電時間，作為輔助或后備保護方法。圖2是DS2711/DS2712的內(nèi)部充電控制過程。有三種方式可以啟動一次完整的充電過程：已經(jīng)插入電池的情況下接通充電器電源；接通充電電源的情況下插入電池；解除當前的充電掛起模式。每次充電從預充開始，預充電過程以較小的電流對電池充電，將電池電壓充至1V，可以防止對深度放電的電池快速充電，同時也防止在極端溫度下對電池充電。快速充電過程中，DS2711/DS2712可以對電池做進一步檢測，判斷電池是否為堿性電池或廢舊、損壞了的NiMH電池，為系統(tǒng)供應可靠的保護。當電池開路電壓介于1.0V~1.75V之間、電池溫度低于+50℃（基于THM1、THM2電壓）時，充電器將持續(xù)以快速充電電流對電池充電，一旦檢測到-ΔV，將立即終止快充過程?？斐浣Y(jié)束后進入浮充階段，浮充周期結(jié)束后進入保持階段，完成一次完整的充電過程。最大電壓檢測、溫度和充電時間監(jiān)視始終伴隨整個充電過程，為系統(tǒng)供應二次保護，防止過充電。

對原電池的檢測DS2711/DS2712標準NiMH電池充電器能夠檢測原電池(一次電池或不可充電電池)，防止對其充電。我們收集了幾款新的和舊的NiMH可充電電池以及堿性原電池，用DS2711對這些電池進行充電和阻抗檢測，因為電池阻抗在很大程度上取決于剩余電量或充電狀態(tài)，我們選擇了4種充電狀態(tài)：充滿、低電量、空電量和電池耗盡。“充滿”指NiMH電池完全充滿，關于堿性電池，“充滿”指電池剛剛?cè)サ舭b；“低電量”指電池在50mA負載下放電至1.2V；“空電量”指電池在50mA負載下放電至0.8V；“電池耗盡”指電池在50mA負載下放電至0.0V。當電池放電到指定狀態(tài)時，對電池進行測量，以計算每個電池的阻抗。表1、表2給出了檢測結(jié)果。

DS2711/DS2712的電池阻抗測量門限由CTST外接電阻(RCTST)設置。RCTST電阻是基于所要求的阻抗門限和充電電流計算得到的，根據(jù)表1、表2測試結(jié)果，我們選擇160mΩ作為判斷可充電NiMH電池的檢測門限，堿性電池將不能通過測試。DS2711和DS2712為1節(jié)或2節(jié)AA或AAA標準NiMH電池供應了一種理想的充電方法，它們能夠檢測堿性原電池，防止對其充電。堿性原電池制造商不推薦對其產(chǎn)品進行充電，因此，能夠識別什么電池可以安全充電、什么電池不能充電關于充電器而言將是一個非常關鍵的功能，能夠為用戶供應進一步的安全保障。