電源在pcb layout里面占有相當(dāng)?shù)牡匚唬粋€(gè)pcb設(shè)計(jì)的好壞跟電源的布局，布線有不可分割的關(guān)系。

　　鋰離子電池有別于一般的化學(xué)電池，其充放電工作過程是通過電池正負(fù)極中鋰離子的嵌入和脫嵌來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液移動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)，嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又移動(dòng)回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在充放電過程中，鋰離子處于從正極-負(fù)極-正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。由于鋰離子電池中使用的是離子狀態(tài)的鋰而非金屬鋰，危險(xiǎn)性低，安全性高。

　　攜帶型電子產(chǎn)品皆以電池作為電源。隨著攜帶型產(chǎn)品的迅速發(fā)展，各種電池的用量大增，并且開發(fā)出許多新型電池。除大家較熟悉的堿性電池、可充電的鎳鎘電池、鎳氫電池外，還有近年來成為主流的鋰離子電池。這里會(huì)介紹有關(guān)鋰離電池的相關(guān)知識(shí)，包括它的特性、主要參數(shù)、應(yīng)用范圍，最后并提供鋰離子電池充電線路的設(shè)計(jì)參考。

　　鋰離子電池是目前應(yīng)用最為廣泛的可再次充電式電池，它根據(jù)不同的電子產(chǎn)品的要求可以做成扁平長(zhǎng)方形、圓柱形、長(zhǎng)方形及扣式，可以單節(jié)電池使用于低功率應(yīng)用，也可以將多節(jié)電池進(jìn)行串并聯(lián)組合得到更高電壓與容量，用于電動(dòng)工具與筆記型電腦。鋰離子電池中的電解液可以是凝膠體、聚合物(鋰離子/鋰聚合物電池)、或凝膠體與聚合物的混合物。因?yàn)槟壳吧形窗l(fā)現(xiàn)能夠在室溫條件下有效運(yùn)送鋰離子的聚合物，所以大多數(shù)的鋰離子/

　　鋰聚合物電池實(shí)際上是結(jié)合凝膠體和聚合物的混合型電池。

　　· 高電壓 ：一個(gè)鋰離子電池單體的工作電壓為3.7V(標(biāo)稱值)，相當(dāng)于三個(gè)串聯(lián)的鎳鎘或鎳氫電池。

　　· 高穩(wěn)定：由于不含金屬鋰，危險(xiǎn)性低，因而不受飛機(jī)運(yùn)輸關(guān)于禁止在客機(jī)攜帶規(guī)定的限制。

　　· 長(zhǎng)壽命：可充電鋰離子電池充電全滿時(shí)、電壓約為4.2伏特，放電時(shí)電壓會(huì)下降、但不宜低于約2.5伏特，保存電壓或出廠電壓約為3.6至3.7伏特。使用壽命主要關(guān)鍵為充電次數(shù)，優(yōu)良的可充電鋰離子電池約有500次以上的壽命(由2.5伏特充電至4.2伏特算一次)，且鋰離子電池不存在記憶效應(yīng)。

　　·快速充電：使用額定電壓為4.2V的定電壓/定電流充電器，可以使鋰離子電池在1~2.5個(gè)小時(shí)內(nèi)就充滿電。但須注意如果充電電壓超過4.3伏特以上，有爆炸的危險(xiǎn)。電池電壓低于2.0伏特，則鋰離子電池?fù)p毀，無法再使用或充電。

　　電池的性能參數(shù)主要有電動(dòng)勢(shì)、容量、比能量和電阻。電動(dòng)勢(shì)等于單位正電荷由負(fù)極通過電池內(nèi)部移到正極時(shí)，電池非靜電力(化學(xué)力)所做的功。電動(dòng)勢(shì)取決于電極材料的化學(xué)性質(zhì)，與電池的大小無關(guān)。電池所能輸出的總電荷量為電池的容量，通常用安培小時(shí)作單位。

　　在電池反應(yīng)中，每公斤反應(yīng)物質(zhì)所產(chǎn)生的電能稱為電池的理論比能量。pcb設(shè)計(jì)培訓(xùn)所謂比能量指的是單位重量或單位體積中所儲(chǔ)存的能量，以Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時(shí);kg是千克(重量單位)，L是升(體積單位)。電池的實(shí)際比能量要比理論比能量小。因?yàn)殡姵刂械姆磻?yīng)物并不全按電池反應(yīng)進(jìn)行，同時(shí)電池內(nèi)阻也會(huì)引起電壓降。另一方面，電流流過電池的截面積越大，其內(nèi)阻越小。鋰離子電池的最大特點(diǎn)是比能量高，現(xiàn)今的鋰離子電池技術(shù)可達(dá)到比能量為80~120wh/kg，而傳統(tǒng)鉛酸電池的比能量?jī)H為30~40wh/kg，因此鋰離子電池可以以較小體積儲(chǔ)存更高能量，有助于講求輕薄短小的行動(dòng)電子裝置與要求高續(xù)航力的電動(dòng)車應(yīng)用。

　　鋰離子電池也不適合用作大電流放電，大電流放電時(shí)會(huì)降低放電時(shí)間(內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較高的溫度而損耗能量)。因此電池制造商規(guī)范該產(chǎn)品最大放電電流，在使用中應(yīng)小于最大放電電流。鋰離子電池對(duì)充電品質(zhì)的要求很高，需要精密的充電電路以保證充電的安全，尤其要求終止充電電壓精度在額定值的1%之內(nèi)(例如:充4.2V的鋰離子電池，其允差為±0.042V)過壓充電可能對(duì)鋰離子電池造成永久性損壞，嚴(yán)重者導(dǎo)致電池爆炸;鋰離子電池的充電電流應(yīng)根據(jù)電池制造廠的規(guī)范選用。鋰離子電池雖然具有高容量與長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì)，但是在充放電方面則需特別注意，因此所有可充電鋰離子電池都需要配置其「充放電管理IC」，用以限制充電及放電電壓，以確保不超過安全電壓致電池爆炸，當(dāng)電池電壓低于2.5V切斷輸出，避免電池壽命縮短。除少數(shù)標(biāo)準(zhǔn)品之外，多數(shù)鋰離子電池體積外型各異，以實(shí)際應(yīng)用為主，容量規(guī)格也不盡相同，因此充電電流由各制造廠商自行設(shè)計(jì)規(guī)范。依據(jù)電流大小而有所謂快充或慢充模式;然大電流的充電模式通常有損使用壽命。雖然電池組中已包含有充電管理IC，但此僅作為電池爆炸或防止燃燒的最低保護(hù)措施，而非正常的使用方式，為充分達(dá)到電池的壽命與效率，充電器的設(shè)計(jì)仍需離此一上下限甚遠(yuǎn)。雖然某些電池充電電流標(biāo)稱可達(dá)2C(C是電池的容量，標(biāo)示如1000mAh，1C充電率即充電電流為1A)，但高充電電流會(huì)降低電池壽命，因此一般常用的充電率為0.25C～1C。因充電過程的電化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生熱，有一定的能量損失;另外鋰離子電池充電并非全部采用定電流充電，還有定電壓模式充電，所以實(shí)際充電時(shí)間約為2.5小時(shí)左右;鋰離子電池充電的溫度在0°C~60°C范圍。如果充電電流過大會(huì)產(chǎn)生溫度過高，不僅會(huì)損壞電池并可能引起爆炸。因此在大電流充電時(shí)，需要對(duì)電池進(jìn)行溫度檢測(cè)，并且在超過設(shè)定充電溫度時(shí)能停止充電以保證安全。另外，充電器電路中有設(shè)定的限流電阻，保證充電電流不超過設(shè)定的限制電流。