能收集能量并保护电池组的并联充电器系统

　　在市场上，能量收集 IC 刚刚进入最初采用阶段。能量收集 IC 可将适合的换能器输出转换成电流，用于电池充电器设备。尽管能量收集自 2000 年初就已经出现了，但是最近的技术发展才将能量收集推进到可商用的程度。在能量收集应用领域有很多机会，包括：

　　• 在更换电池不方便、不现实或危险的情况下，取代电池供电系统或给电池供电系统再充电

　　• 无需导线来供电或传送数据

　　• 用智能无线传感器网络监视和优化复杂的工业过程、安装在偏远现场的设备、以及大楼的加热和冷却系统

　　• 从工业过程、太阳能电池板、内燃机等收集否则会浪费掉的热量

　　• 各种不同的消费电子产品的附属充电器

　　在这些应用中，有很多含有固有的断续或低功率电源。而且，有很多应用将需要给电池充电，以提供一个备份电源。

　　并联电压基准简单易用，已经出现很多年了，有大量产品。不过，这类基准不能有效地给电池充电。要配置一个并联电压基准以给电池有效充电是极端复杂的。此外，用一个小电流电源或一个断续性能量收集电源准确和安全地给锂离子 / 聚合物、币形电池或薄膜电池充电，一直是难以实现的。

　　从电池方面来看，尽管技术已经改进了，但是便携式电子设备的电池或电池组仍然需要保护和查验，以保持电池在最佳状态运行。锂离子 / 聚合物电池技术已经成熟，是很多电子设备流行的电源选择，因为这类电池能量密度高、自放电很少、需要很少的维护、电压范围很宽并具有其他一些特色。币形电池能量密度高、放电特性稳定、重量轻且外形尺寸小。薄膜电池是一种新出现的技术，优势是允许非常多的充电周期次数，并具有物理灵活性，即视最终应用的不同而不同，薄膜电池可以做成几乎任何形状。不过，如果不能正确充电和查验，那么所有这些类型的电池都可能受到一些有害影响。

　　低功耗充电器的设计挑战

　　可调并联基准可被设定以提供恰当的电池浮置电压，但是这类基准缺乏电池充电器的 NTC 功能。更重要的是，所需的工作电流太高了，以至于用低功率电源或断续性电源给电池充电是不现实的。或者，可以用一个齐纳二极管、一些电阻器、一个 NPN 晶体管和一些比较器构成一个分立式并联基准，以提供 NTC 功能。不过，这样的并联基准仍然受到前述限制。此外，分立式并联基准实现起来比较复杂，相比之下，会占用更多宝贵的 PCB 面积。

　　典型的电池充电器 IC 需要恒定 DC 输入电压，而且不能处理能量突发。不过，诸如室内光伏阵列或压电换能器等断续性能量收集电源提供的是功率突发。要用这类能源给电池充电，一个静态工作电流低于 1uA 的独特 IC 是必需的。

　　锂离子 / 聚合物化学组成的电池提供便携式电子设备必需的高性能，但是这类电池必须小心使用。例如，如果用比建议浮置电压高 100mV 的电压充电，锂离子 / 聚合物电池可能变得不稳定。此外，高压和高温同时存在会对电池寿命产生有害影响，而且在极端情况下，可能导致电池自毁。就币形电池和薄膜电池而言，除了高温和高压同时存在可能产生有害影响，还有容量问题，因为它们的外形尺寸很小。

　　并联架构的基本要素和好处

　　并联基准是电流馈送型、两端子电路，在达到目标电压之前不吸取电流。并联基准用起来像一个齐纳二极管，而且在电路原理图上常常显示为一个齐纳二极管。不过，大多数并联基准实际上都是基于带隙基准电压的。

　　一个并联基准仅需要单个外部电阻器来调节输出电压，从而极其容易使用。没有最高输入电压限制，最低输入电压由基准电压值设定，因为需要一些空间以正常运行。

　　此外，并联基准在宽电流范围内有良好的稳定性。很多并联基准在有大型或小型容性负载时都是稳定的。