鋰電池充電的基本原理

黃頭鷺(hanson-huang)

2013/01/25 16:56:00

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#4724347 IP 82.80.*.* 修改過 2 次 (顯示最近5筆修改紀錄) 檢舉這篇文章

2013/01/25 16:56:00

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以前寫的,跟大家分享一下....[微笑] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 鋰電池的充電階段分為三個 Trickle Charge (TC) - 小電流充電 Constant Current (CC) - 定電流充電 Constant Voltage (CV) - 定電壓充電 大家說的「快充」,指的就是 CC ,定電流充電模式。 TC 就是當電池過放電的時候,電壓偏低,先用小電流充到一定的電量值後再啟動 CC,所謂的快充。 那到底 TC 到 CC 的轉換點怎麼定呢?電池的電壓值在 3.2V 至 2.8V 之間,各家不一定。 接下來的 CC ,就會用大電流對電池快速的充電,充電電流約以電池電量值的 0.9 倍。若電池是 1500mAH,那充電電流就是 0.9 x 1500 = 1350mA。 CC 的充電值也看各家用的電池容量大小而定。 影響 CC 充電電流的還有一個是「旅充」的供電能力,旅充就是將AC市電轉換至手機可接受的5V DC,行動電源也算在「旅充」的範圍內。 像 iphone 的旅充上面寫「輸入110V/240V」,「輸出 5V/1A」,指的就是供電的能力。當輸出電流為 1A 時,輸出電壓可以維持在 5V 。 手機內部會偵測這個 「5V」,假如太低,舉個例子,像是 4.75V 的時候,就會把充電電流降低。 那甚麼狀況會導致這個 5V 太低呢? 有一個是旅充或是行動電源的供電能力不足,當手機充電電流至 1A 時,電壓已經降下來。 另一個比較常發生,就是從旅充至手機之間線材的品質。有可能是線過長,或是焊接不良等等。 假設線材的電源與接地各有 0.1 歐姆的電阻,套用上述的 1350mA x 0.1 x 2 = 0.27V。 旅充的 5V 光是在電線上就用掉 0.27V ,真正給手機只剩下 4.73V ,所以手機會適當地降低充電電流,讓旅充輸出到手機端還能夠有 5V 的電壓。 CV 則是為了克服手機上的充電電路至電池之間的電阻。 手機的充電電路經過電路板,電池的接觸端子,到電池的接點中間也會有一些小小的寄生電阻存在。 舉個例子,有 0.05 歐姆的寄生電阻,1350 x 0.05=0.0675V。 手機充電電路的電壓是 4.2V ,若不克服寄生電阻的效應,當電池電壓只有 4.1325V 的時候,手機充電電路已經頂到 4.2V ,代表電池充電結束,可是實際上電池根本就沒充飽。 所以當手機充電器輸出端電壓頂到 4.2V 時,手機充電器的定電流回路就失效,定電壓迴路自動取代,會看到充電電流遞減,電池真正的電壓也會慢慢地接近 4.2V。 CC 到 CV 的轉換點,其實每隻手機都不太一樣,因為製造過程中每一隻的寄生效應都不太一樣。轉換點對應到手機的電量也會有些微的不一樣,約在 90% 上下。 快充其實縮短的是 CC 的充電時間,CV 充電時間不變。 若用過大的電流充電,會讓 CV 提早發生,變成 CC 時間變短,但 CV 時間變長。但是快充至少可以在短時間內得到足夠的電池容量,是最大的優點。

2013/01/25 17:02:06

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以前寫的,跟大家分享一下....[微笑] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 鋰電池的充電階段分為三個 Trickle Charge (TC) - 小電流充電 Constant Current (CC) - 定電流充電 Constant Voltage (CV) - 定電壓充電 大家說的「快充」,指的就是 CC ,定電流充電模式。 TC 就是當電池過放電的時候,電壓偏低,先用小電流充到一定的電量值後再啟動 CC,所謂的快充。 那到底 TC 到 CC 的轉換點怎麼定呢?電池的電壓值在 3.2V 至 2.8V 之間,各家不一定。 接下來的 CC ,就會用大電流對電池快速的充電,充電電流約以電池電量值的 0.9 倍。若電池是 1500mAH,那充電電流就是 0.9 x 1500 = 1350mA。 CC 的充電值也看各家用的電池容量大小而定。 影響 CC 充電電流的還有一個是「旅充」的供電能力,旅充就是將AC市電轉換至手機可接受的5V DC,行動電源也算在「旅充」的範圍內。 像 iphone 的旅充上面寫「輸入110V/240V」,「輸出 5V/1A」,指的就是供電的能力。當輸出電流為 1A 時,輸出電壓可以維持在 5V 。 手機內部會偵測這個 「5V」,假如太低,舉個例子,像是 4.75V 的時候,就會把充電電流降低。 那甚麼狀況會導致這個 5V 太低呢? 有一個是旅充或是行動電源的供電能力不足,當手機充電電流至 1A 時,電壓已經降下來。 另一個比較常發生,就是從旅充至手機之間線材的品質。有可能是線過長,或是焊接不良等等。 假設線材的電源與接地各有 0.1 歐姆的電阻,套用上述的 1350mA x 0.1 x 2 = 0.27V。 旅充的 5V 光是在電線上就用掉 0.27V ,真正給手機只剩下 4.73V ,所以手機會適當地降低充電電流,讓旅充輸出到手機端還能夠有 5V 的電壓。 CV 則是為了克服手機上的充電電路至電池之間的電阻。 手機的充電電路經過電路板,電池的接觸端子,到電池的接點中間也會有一些小小的寄生電阻存在。 舉個例子,有 0.05 歐姆的寄生電阻,1350 x 0.05=0.0675V。 手機充電電路的電壓是 4.2V ,若不克服寄生電阻的效應,當電池電壓只有 4.1325V 的時候,手機充電電路已經頂到 4.2V ,代表電池充電結束,可是實際上電池根本就沒充飽。 所以當手機充電器輸出端電壓頂到 4.2V 時,手機充電器的定電流回路就失效,定電壓迴路自動取代,會看到充電電流遞減,電池真正的電壓也會慢慢地接近 4.2V。 用一個淺顯的例子,倒汽水。 把汽水很快的倒進杯子,杯子裡會只有一些汽水,但有很多泡泡。 如果很快地倒汽水,到氣泡碰到杯口的時候,改成慢慢地倒,就可以將整個杯子裝滿汽水。 CC 到 CV 的轉換點,其實每隻手機都不太一樣,因為製造過程中每一隻的寄生效應都不太一樣。轉換點對應到手機的電量也會有些微的不一樣,約在 90% 上下。 快充其實縮短的是 CC 的充電時間,CV 充電時間不變。 若用過大的電流充電,會讓 CV 提早發生,變成 CC 時間變短,但 CV 時間變長。但是快充至少可以在短時間內得到足夠的電池容量,是最大的優點。

2013/05/28 21:43:56

發文IP 251.195.*.*

以前寫的,跟大家分享一下....[微笑] 這次花了一點時間畫圖,讓大家能夠了解得多一點。[微笑] ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 鋰電池的充電階段分為三個 Trickle Charge (TC) - 小電流充電 Constant Current (CC) - 定電流充電 Constant Voltage (CV) - 定電壓充電 可以參考以下的這個充電電流與電壓的示意圖。 藍色曲線與左側藍色軸,代表電池的電壓。 棕色曲線與右側棕色軸,但表充電電流。 [img]http://attach.u-forum.com.tw/attach_641813.jpg[/img] TC 就是當電池過度放電的時候,電壓偏低,先用小電流充到一定的電量值後再啟動 CC 。這是為了充電安全所做的設計。 那到底 TC 到 CC 的轉換點怎麼定呢?電池的電壓值在 3.2V 至 2.8V 之間,各家不一定。 接下來的 CC ,就會用大電流對電池快速的充電,充電電流約以電池電量值的 0.9 倍。若電池是 1500mAH,那充電電流就是 0.9 x 1500 = 1350mA。CC 的充電值也看各家用的電池容量大小而定。 「旅充」的供電能力會影響 CC 充電電流,旅充就是將AC市電轉換至手機可接受的5V DC,行動電源也算在「旅充」的範圍內。 像 iphone 的旅充上面寫「輸入110V/240V」,「輸出 5V/1A」,指的就是供電的能力。當輸出電流為 1A 時,輸出電壓可以維持在 5V 。所以 iphone 的 CC 模式最大電流不會超過 1A 。 大家說的「快充」,指的就是 CC ,定電流充電模式。有些手機廠商,如 SONY ,就會將 CC 的電流做到超過 1.5A 。 [img]http://attach.u-forum.com.tw/attach_641812.jpg[/img] 手機內部會偵測這個 「5V」,假如太低,舉個例子,像是 4.75V 的時候,就會把充電電流降低。 那甚麼狀況會導致這個 5V 太低呢? 有一個是旅充或是行動電源的供電能力不足,當手機充電電流至 1A 時,電壓已經降下來。 另一個比較常發生,就是從旅充至手機之間線材的品質。有可能是線過長,或是焊接不良等等。 假設線材的電源與接地各有 0.1 歐姆的電阻,如上圖中的R2、R3,套用上述的 1350mA x 0.1 x 2 = 0.27V。 旅充的 5V 光是在電線上就用掉 0.27V ,真正給手機只剩下 4.73V ,所以手機會適當地降低充電電流,讓旅充輸出到手機端還能夠有 5V 的電壓。 CV 則是為了克服手機上的充電電路至電池之間的電阻;如圖中的 R1 。 手機的充電電路經過電路板,電池的接觸端子,到電池的接點中間也會有一些小小的寄生電阻存在。因此在手機的充電電路 A 與電池的端點 B 的電壓會有小小的落差。 舉個例子,有 0.05 歐姆的寄生電阻,1350 x 0.05=0.0675V。 手機充電電路的電壓是 4.2V ,若不克服寄生電阻的效應,當電池電壓 B 點只有 4.1325V 的時候,手機充電電路已經頂到 4.2V ,代表電池充電結束,可是實際上電池根本就沒充飽。 所以當 CC 模式手機充電器在輸出端 A 電壓頂到 4.2V 時,手機充電器的定電流回路就失效,定電壓迴路自動取代,會看到充電電流遞減,電池真正的電壓也會慢慢地接近 4.2V。如下圖。 [img]http://attach.u-forum.com.tw/attach_641813.jpg[/img] 用一個淺顯的例子,倒汽水。 把汽水很快的倒進杯子,杯子裡會只有一些汽水,但有很多泡泡。 如果很快地倒汽水,到氣泡碰到杯口的時候,改成慢慢地倒,就可以將整個杯子裝滿汽水。 CC 到 CV 的轉換點,其實每隻手機都不太一樣,因為製造過程中每一隻的寄生效應都不太一樣。轉換點對應到手機的電量也會有些微的不一樣,約在 90% 上下。 快充其實縮短的是 CC 的充電時間,CV 充電時間不變。若大家有安裝 Battery Widget 等等監看電池充電的軟體,就可以發現充電時間從 90% 至 100% 會花掉蠻多時間。因為 CV 模式的充電電流會隨著電池電壓升高而遞減。 若用過大的電流充電,會讓 CV 提早發生,變成 CC 時間變短,但 CV 時間變長。但是快充至少可以在短時間內得到足夠的電池容量,是最大的優點。 現在還有一些手機廠商會用軟體先對 R1 做測量預估,CC 模式可以允許 A 點的電壓超過 4.2V。這樣轉入 CV 模式的時候就會更靠近 4.2V ,就不用花太多時間讓 B 點電壓抵達 4.2V 。

以前寫的,跟大家分享一下....🙂
這次花了一點時間畫圖,讓大家能夠了解得多一點。🙂


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鋰電池的充電階段分為三個

Trickle Charge (TC) - 小電流充電
Constant Current (CC) - 定電流充電
Constant Voltage (CV) - 定電壓充電

可以參考以下的這個充電電流與電壓的示意圖。
藍色曲線與左側藍色軸,代表電池的電壓。
棕色曲線與右側棕色軸,但表充電電流。




TC 就是當電池過度放電的時候,電壓偏低,先用小電流充到一定的電量值後再啟動 CC 。這是為了充電安全所做的設計。
那到底 TC 到 CC 的轉換點怎麼定呢?電池的電壓值在 3.2V 至 2.8V 之間,各家不一定。


接下來的 CC ,就會用大電流對電池快速的充電,充電電流約以電池電量值的 0.9 倍。若電池是 1500mAH,那充電電流就是 0.9 x 1500 = 1350mA。CC 的充電值也看各家用的電池容量大小而定。

「旅充」的供電能力會影響 CC 充電電流,旅充就是將AC市電轉換至手機可接受的5V DC,行動電源也算在「旅充」的範圍內。

像 iphone 的旅充上面寫「輸入110V/240V」,「輸出 5V/1A」,指的就是供電的能力。當輸出電流為 1A 時,輸出電壓可以維持在 5V 。所以 iphone 的 CC 模式最大電流不會超過 1A 。

大家說的「快充」,指的就是 CC ,定電流充電模式。有些手機廠商,如 SONY ,就會將 CC 的電流做到超過 1.5A 。





手機內部會偵測這個 「5V」,假如太低,舉個例子,像是 4.75V 的時候,就會把充電電流降低。

那甚麼狀況會導致這個 5V 太低呢?

有一個是旅充或是行動電源的供電能力不足,當手機充電電流至 1A 時,電壓已經降下來。

另一個比較常發生,就是從旅充至手機之間線材的品質。有可能是線過長,或是焊接不良等等。
假設線材的電源與接地各有 0.1 歐姆的電阻,如上圖中的R2、R3,套用上述的 1350mA x 0.1 x 2 = 0.27V。

旅充的 5V 光是在電線上就用掉 0.27V ,真正給手機只剩下 4.73V ,所以手機會適當地降低充電電流,讓旅充輸出到手機端還能夠有 5V 的電壓。




CV 則是為了克服手機上的充電電路至電池之間的電阻;如圖中的 R1 。
手機的充電電路經過電路板,電池的接觸端子,到電池的接點中間也會有一些小小的寄生電阻存在。因此在手機的充電電路 A 與電池的端點 B 的電壓會有小小的落差。

舉個例子,有 0.05 歐姆的寄生電阻,1350 x 0.05=0.0675V。

手機充電電路的電壓是 4.2V ,若不克服寄生電阻的效應,當電池電壓 B 點只有 4.1325V 的時候,手機充電電路已經頂到 4.2V ,代表電池充電結束,可是實際上電池根本就沒充飽。


所以當 CC 模式手機充電器在輸出端 A 電壓頂到 4.2V 時,手機充電器的定電流回路就失效,定電壓迴路自動取代,會看到充電電流遞減,電池真正的電壓也會慢慢地接近 4.2V。如下圖。



用一個淺顯的例子,倒汽水。
把汽水很快的倒進杯子,杯子裡會只有一些汽水,但有很多泡泡。
如果很快地倒汽水,到氣泡碰到杯口的時候,改成慢慢地倒,就可以將整個杯子裝滿汽水。

CC 到 CV 的轉換點,其實每隻手機都不太一樣,因為製造過程中每一隻的寄生效應都不太一樣。轉換點對應到手機的電量也會有些微的不一樣,約在 90% 上下。


快充其實縮短的是 CC 的充電時間,CV 充電時間不變。若大家有安裝 Battery Widget 等等監看電池充電的軟體,就可以發現充電時間從 90% 至 100% 會花掉蠻多時間。因為 CV 模式的充電電流會隨著電池電壓升高而遞減。

若用過大的電流充電,會讓 CV 提早發生,變成 CC 時間變短,但 CV 時間變長。但是快充至少可以在短時間內得到足夠的電池容量,是最大的優點。

現在還有一些手機廠商會用軟體先對 R1 做測量預估,CC 模式可以允許 A 點的電壓超過 4.2V。這樣轉入 CV 模式的時候就會更靠近 4.2V ,就不用花太多時間讓 B 點電壓抵達 4.2V 。








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則留言

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黃頭鷺(hanson-huang)

2013/02/07 09:50:24

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#4743155 IP 82.80.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章

頂一下

希望對想買行動電源或車充的人有幫助....😇

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卡卡(newkaka)

2013/02/07 09:55:09

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#4743164 IP 75.66.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
感謝分享~~

+1....🙂

小菜菜(jung1003)

2013/02/07 09:59:17

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#4743175 IP 242.35.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章

感謝~🙂
中期目標~完登臺灣五嶽..........

Jack(whcf1)

2013/02/07 10:15:16

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#4743245 IP 75.192.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
感謝分享......🙂

紫曦(actychou)

2013/02/07 15:46:23

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#4743682 IP 252.199.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
請問一下:不想上班要怎麼充電?😇
同是天涯愛車人,相逢何必曾相識...

黃頭鷺(hanson-huang)

2013/02/07 17:45:27

發文

#4743841 IP 82.80.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
回應 actychou (紫曦) 所寫
請問一下:不想上班要怎麼充電?😇


那就在家休息充電囉 🙂


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畢德麥雅(topenny)

2013/05/08 23:40:34

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#4891789 IP 239.250.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
請問一下。🙂



這是SE ARC S 原廠電池(充電限制4.2V是什麼意思?)

原廠的旅充規格是:

輸入電壓100~240V AC,輸出電壓5V/850mA,

=======================================
因為原廠的旅充不小心遺失了,😩

現在就買了一個雜牌旅充使用,

規格: 輸入電壓100~240V AC,輸出電壓5V/1000mA(1A)

依照VI=W,現在的充電電壓是5V,高於原廠限制的4.2V,

請問這樣對手機的鋰電池有什麼影響?

請U-CAR的大大開示。😭

甘苦郎(terrt1201)

2013/05/08 23:50:54

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#4891841 IP 242.33.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
好文~~丟🙂🙂
Enjoy the pressure, enjoy life

黃頭鷺(hanson-huang)

2013/05/09 08:33:15

發文

#4892102 IP 82.80.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
回應 topenny (畢德麥雅) 所寫
請問一下。🙂



這是SE ARC S 原廠電池(充電限制4.2V是什麼意思?)

原廠的旅充規格是:

輸入電壓100~240V AC,輸出電壓5V/850mA,

=======================================
因為原廠的旅充不小心遺失了,😩

現在就買了一個雜牌旅充使用,

規格: 輸入電壓100~240V AC,輸出電壓5V/1000mA(1A)

依照VI=W,現在的充電電壓是5V,高於原廠限制的4.2V,

請問這樣對手機的鋰電池有什麼影響?

請U-CAR的大大開示。😭



電池的電壓限制 4.2V 是電池充飽以後會達到 4.2V 。

旅充的 5V 是指提供 5V 給手機,手機中的充電電路再降為 4.2V 。

所以安心使用吧。

🙂

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黃頭鷺(hanson-huang)

2013/05/28 21:45:15

發文

#4926150 IP 251.195.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章

再頂一次。

內容做過修改,加入曲線圖,方塊圖,希望能夠讓大家了解多一點。

🙂
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電腦我不會(kuotse)

2013/05/29 09:18:39

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#4926632 IP 164.232.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
丟 😀

okfat(okfat)

2013/05/29 23:13:06

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#4928799 IP 251.195.*.* 無任何修改 檢舉這篇文章
🙂好評~~只看懂一些些😭
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