大容量磷酸铁锂电池需要大功率充电器

　　需求背景

　　患者护理领域的主要趋势之一，是在患者家中越来越多地使用远程监视系统。出现这种趋势的原因很明显，让患者住在医院的费用太高了，令人难以承受。因此，很多这类便携式电子监视系统纳入了 RF 收发器，以便数据能直接发到医院中的监察系统中，供医生研究和分析之用。显然，这类系统通常由 AC 电源、电池或同时由二者供电。为了确保在除医院之外的其他地点使用时，系统能连续工作，这种冗余性是必要的。此外，在便携式医疗诊断设备领域取得了很多新的进展，例如医生和护士到处携带的设备，都将电池作为主电源，或将电池作为备份电源，以防 AC 电源中断。这类系统需要高效率电池充电电路。

　　除了医疗应用，便携式工业银行终端、坚固耐用的平板电脑、库存控制和条码扫描设备等都需要单节大容量电池，以减小外形尺寸和重量。基于锂材料的电池一直是最流行的选择。然而，要快速、准确和安全地给这类电池充电，却不是非微不足道的事情。此外，人们一直在开发新的、基于锂的化学阳极/阴极组合，这类组合也在不断地推向主流市场。这种趋势的一个例子是，磷酸铁锂 （LiFePO4） 电池已在许多应用中崭露头角，与基于钴的锂离子 / 锂聚合物电池相比，磷酸铁锂电池可提供更高的安全性和更长的电池寿命。而且这种化学组成的电池还同时具备基于钴的锂离子电池所具备的其他许多优势，包括较低的自放电速率和相对较轻的重量。相比之下，除了改善安全性 （因为具有抗“热失控”能力） 及延长电池循环寿命之外，磷酸铁锂电池具备更高的峰值功率额定值，对环境影响更小。通常医疗和工业应用愿意接受磷酸铁锂电池更低的单位体积能量密度，以换取更高的安全性和更长的周期寿命。备份应用需要更长的周期寿命，且要能以大电流放电。

　　怎样得到更大的功率

　　很多手持式工业或医疗设备的电源架构常常与大显示屏智能手机的电源架构类似。一般情况下，3.7V（最终充电或“浮置”电压为 4.2V）锂离子电池一直用作主电源，因为其单位重量能量密度 （Wh/kg） 和单位体积能量密度 （Wh/m3） 很高。过去，很多大功率设备使用两节 7.4V （8.4V 浮置电压） 锂离子电池，以满足功率要求，但是由于价格低廉的 5V 电源管理 IC 的上市，越来越多的手持式设备采用了更低电压的架构，这使得可以使用单节锂离子电池。典型的便携式医疗或工业设备具有很多功能和非常大（就便携式设备而言）的显示屏。当用 3.7V 电池供电时，其容量必须以数千毫瓦小时计。为了用几小时给这么大容量的电池充电，就需要几安培的充电电流。