虽然更高的电池容量延长了设备的使用时间，但如何缩短充电时间，这给设计人员带来了额外的挑战。快速充电适用于广泛的设备，包括消费电子、医疗和工业应用。本文分为两部分，概要介绍与实现电池快速充电功能相关的挑战。第1部分探讨在主机和电池包之间分隔充电器和电量表，以提高系统的灵活性、尽可能降低功耗，并提升用户的总体体验。此外，还介绍设备包含的监测功能，确保实现安全充电和放电。第2部分探讨使用并联电池实现快速充电系统。
简介
在如今这个移动设备当道的时代，电池寿命是影响用户体验的主要因素之一。在设备内部集成省电技术非常重要，但这只是解决方案的一部分。随着移动设备的功能不断增多，其对电力的要求也不断提高，原始设备制造商(OEM)也尝试大幅提高电池容量，以此延长电池的使用寿命。
例如，1S2P（1个电池串联，2个电池并联）这类架构开始风行，通过使用两个并联电池来提高总电池容量。提高电池容量带来的问题就是充电时间随之延长。为了尽可能缩短充电时间，电池技术不断改善，将充电电流从2C增大到3C或6C（也就是说，xC是1小时内通过电池的额定电流的x倍）。例如，2000 mAh电池在不对电池可靠性产生不利影响的情况下，会消耗最高12 A充电电流。
对于高电流需要特别注意，确保安全充电和放电。将电池并联使用时，开发人员还需要考虑电阻和初始容量的不匹配。在本系列文章的第1部分，我们概要介绍在所有类型的设备中提供电池快速充电功能时遇到的挑战，包括消费电子、医疗和工业应用。
我们还将探讨如何为高性能1S2P电池充电，如何在主机和电池包之间分隔充电器和电量表，以提高系统的灵活性，尽可能降低功耗，并改善整体用户体验。
充电器基础知识，以及为何电量计位置分区非常重要
电池充电系统的关键元件包括充电器本身，以及报告电池指标的电量计，例如电池的充电状态(SOC)、剩余电量使用时间和电池充满所需时间。电量计可以集成在主机端，或者集成在电池包中（参见图1）。
图1.电池电量计可以集成在主机端，或集成在电池包中。
集成在电池包中时，电量计需要使用非易失性存储器来存储电池信息。电源路径中的MOSFET监测充电/放电电流，保护电池免于遭受危险状况。MAX17330是ADI公司提供的电池电量计，内置保护电路和电池充电器功能（参见图2）。
图2.包含充电MOSFET调节功能的电量计框图。
图3.高压/高电流快速充电系统框图。
充电MOSFET可以精细调节，以实现线性充电器，在充电电源限制为5 V，充电电流在500 mA范围内时，该器件可以独立使用。由于锂电池在99%充电曲线中的充电电压都超过3.6V，因此功耗受到限制。
在充电器前面连接降压转换器来调节其输出电压，这样就可使用高压充电电源和高充电电流（参见图3）。同时还可以充分减少压降，从而降低充电MOSFET的功耗（参见图4）。
