sdpcdpdcp及快速充电技术介绍
sdpcdpdcp及快速充电技术介绍
⼀、电池的发展历史
电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞⽣到1859年铅酸电池的发明，⾄1883年发明了氧化银电池，1888年实
现了电池的商品化，1899年发明了镍-镉电池，1901年发明了镍-铁电池，进⼊20世纪后，电池理论和技术处于⼀度
停滞时期。但在第⼆次世界⼤战之后，电池技术⼜进⼊快速发展时期。⾸先是为了适应重负荷⽤途的需要，发展了
碱性锌锰电池，1951年实现了镍-镉电池的密封化。1958年Harris提出了采⽤有机电解液作为锂⼀次电池的电解质，
20世纪70年代初期便实现了军⽤和民⽤。随后基于环保考虑，研究重点转向蓄电池。镍-镉电池在20世纪初实现商
品化以后，在20世纪80年代得到迅速发展。
随着⼈们环保意识的⽇益增加，铅、镉等有毒⾦属的使⽤⽇益受到限制，因此需要寻新的可代替传统铅酸电
池和镍-镉电池的可充电电池。锂离⼦电池⾃然成为有⼒的候选者之⼀。1990年前后发明了锂离⼦电池。1991年锂
离⼦电池实现商品化。1995年发明了聚合物锂离⼦电池，（采⽤凝胶聚合物电解质为隔膜和电解质）1999年开始商
品化 。
⼆、锂离⼦电池的优缺点
1. 优点
a. ⾼能量密度
锂离⼦电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的⼀半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。
b. ⾼电压
⼀个锂离⼦电池单体的⼯作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池循环寿命⾼
c. 循环寿命⾼
在正常条件下，锂离⼦电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂（以下称磷铁）则可以达到2000次。
d. ⽆记忆效应
记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离⼦电池不存在这种效应。
e. ⾼低温适应性强
可以在-20℃--60℃的环境下使⽤，经过⼯艺上的处理，可以在-45℃环境下使⽤
2. 缺点
a. 锂原电池均存在安全性差，有发⽣爆炸的危险⾼电压
b. 钴酸锂的锂离⼦电池不能⼤电流放电，价格昂贵，安全性较差
c. 锂离⼦电池均需保护线路，防⽌电池被过充过放电
d. ⽣产要求条件⾼，成本⾼
e. 使⽤条件有限制，⾼低温使⽤危险⼤
三、锂电池的充电原理
锂离⼦电池的充电过程可以分为三个阶段：涓流充电（低压预充）、恒流充电、恒压充电。
锂电池的充电⽅式是限压恒流，都是由IC芯⽚控制的，典型的充电⽅式是：先检测待充电电池的电压，如果电
压低于3V，要先进⾏预充电，充电电流为设定电流的1/10，电压升到3V后，进⼊标准充电过程。标准充电过程为：      以设定电流进⾏恒流充电，电池电压升到4.20V时，改为恒压充电，保持充电电压为 4.20V。此时，充电电流逐渐下      降，当电流下降⾄设定充电电流的1/10时，充电结束。
下图为充电曲线：
下图为锂电池充电的三个阶段：
阶段1：涓流充电
涓流充电⽤来先对完全放电的电池单元进⾏预充(恢复性充电)。在电池电压低于3V左右时采⽤涓流充电，              涓流充电电流是恒流充电电流的⼗分之⼀即0.1c(以恒定充电电流为1A举例，则涓流充电电流为100mA)
阶段2：恒流充电
当电池电压上升到涓流充电阈值以上时，提⾼充电电流进⾏恒流充电。恒流充电的电流在0.2C⾄ 1.0C之              间。电池电压随着恒流充电过程逐步升⾼,⼀般单节电池设定的此电压为3.0-4.2V.
阶段3：恒压充电
当电池电压上升到4.2V时，恒流充电结束，开始恒压充电阶段。电流根据电芯的饱和程度，随着充电过程
的继续充电电流由最⼤值慢慢减少，当减⼩到0.01C时，认为充电终⽌。（C是以电池标称容量对照电流的⼀种              表⽰⽅法，如电池是1000mAh的容量，1C就是充电电流1000mA。）
四、锂电池的快速充电技术
► BC1.2规范颁布之前
在2007年第⼀个电池充电规范颁布之前，尝试为电池充电本质上是⼀种冒险——结果⾮常难以预测。当2000年      出现USB 2.0时，外设默认吸收100mA电流，除⾮明确协商将电流增⼤⾄最⾼500mA。如果总线上经过⼀段延迟后      没有数据活动，总线将进⼊“挂起”模式，将允许吸收电流限制到2.5mA。如果便携设备的电池完全耗尽，尝试利
⽤标准端⼝进⾏充电时，则只能可靠吸收2.5mA电流！入党申请书 2010
伤感个人签名实际上，许多电⼦设备制造商并不严格遵守USB 2.0规范，在其提供的USB端⼝中不采⽤这些电流限值。有些
连不上网络
（⼤多数）USB端⼝⽆论枚举还是持续活动都允许100mA电流；有些端⼝甚⾄提供500mA电流，⽽不考虑必要的功      率协商。有些便携设备的应⽤要求超过100mA的电流，并错误假设USB端⼝总是能够提供500mA电流。
► BC1.2规范的推出
电池充电并不是USB的原始特性，因此，在BC1.2颁布之前，官⽅并未就为关断设备的电池充电做出任何规
定。通过建⽴清晰的USB端⼝供电能⼒沟通⽅法，BC1.2规范改进了其中许多问题。
火箭队教练BC1.2规范简要规定了三种不同类型的USB端⼝和两种关键对象。“充电”端⼝是可提供500mA以上电流的端      ⼝；“下⾏”端⼝按照USB 2.0规范传输数据。BC1.2规范也确定了每个端⼝应如何向终端设备枚举，以及识别应⽤      端⼝类型的协议。
去除装修异味
三种USB BC1.2端⼝类型为SDP、DCP和CDP 。
佟丽娅小三► BC1.2的三种端⼝
● 标准下⾏端⼝（SDP）
这种端⼝的D+和D-线上具有15kΩ下拉电阻。限流值如上讨论：挂起时为2.5mA，连接时为100mA，连接并配置
为较⾼功率时为500mA。
● 专⽤充电端⼝（DCP）
这种端⼝不⽀持任何数据传输，但能够提供1.5A以上的电流。端⼝的D+和D-线之间短路。这种类型的端⼝⽀持              较⾼充电能⼒的墙上充电器和车载充电器，⽆需枚举。
● 充电下⾏端⼝（CDP）
这种端⼝既⽀持⼤电流充电，也⽀持完全兼容USB 2.0的数据传输。端⼝具有D+和D-通信所必需的15kΩ下拉电
阻，也具有充电器检测阶段切换的内部电路。内部电路允许便携设备将CDP与其它类型端⼝区分开来。
► 充电过程剖析
从物理计算公式上来说，功率(P)=电压(U)x电流(I)，在电池电量⼀定的情况，功率标志着充电速度，我们可以通
过下列三种⽅式来缩短充电时间。
1. ⾼电压恒定电流模式：
⼀般⼿机的充电过程是，先将220V电压降⾄5V充电器电压，5V充电器电压再降到4.2V电池电压。整个充                电过程中，如果增⼤电压，产⽣热能，所以充电时，充电器会发热，⼿机也会发热。⽽且这样功耗越⼤，对电                池损害也是越⼤的。
2. 低电压⾼电流模式：
在电压⼀定的情况下，增加电流，可以使⽤并联电路的⽅式进⾏分流，恒定电压下，进⾏并联分流之后每                个电路所分担的压⼒越⼩，在⼿机中也进⾏同样处理的话，这个每条电路所承受的压⼒也就越⼩。
3. ⾼电压⾼电流模式：
这种⽅式同时增⼤电流与电压，这样由之前的公式P=UI, 我们可以知道的是，这种⽅式是增⼤功率最好的                办法，但增⼤电压的同时会产⽣更多的热能，这样其中所消耗的能量也是越多，并且电压与电流不是⽆限制的                随意增⼤。

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