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基于单片机智能充电器的外文文献翻译
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（英
文
+
中文）
译文
电池充电器集成电路的改进跟上移动手机功能快速增长的
速度
在全球无线连接的时代，几乎
没有什么比让一个智能手机或移动互联网设备保
持带电更重要了。便携式和手持设备功能
的扩展性不断提高成为电池充电器集成电
路设计者的一个重大挑战。高分辨率的屏幕和更
大的储存能力并加上新的功能赋予
电池，这就需要对电池充电器的技术要求，不仅要更有
效率，同时要具有配电管理
的能力。
通过优化电源消耗来延长电池的寿命是掌上型电源管理的驱动力。但是当把手
持的设备
插入墙上，期望对他们进行充电时有有效地变化。最新一代采用高效率开
关设计的充电器
会代替传统的线性充电器。今天的客户仍旧需求更短的充电周期对
其电池充电。相比传统
的线性充电器，采用开关充电器的好处，除了效率高之外，
还有一个很大的优点是通过电
源提供能够促进充电电流。特别重要的是，当供电结
束时接口处的电流可以实现被限制在
小于。更高的充电电
USB500mA
流等于充电周期更短，这就满足了客户的期望。
当今有两种被大多数手持设备使用的电池充电器线性充电器和开关充电
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器。线性充电器有一段较长的历史。他们通常提供了相对高效，简单的方式对
便携设备充电，同时产生噪音极小且不需要很多的外部元器件。但是，随着便携式
< br>设备变得更加复杂和添加新的功能层，他们就需要更大的电池容量。由于功能损
耗
，线性充电器呈现出不足，这很容易知道，假如用户想要对设备充电，且在同一
时间又使
用。同时使用设备和对其进行充电产生的热量会损坏系统或电池。这
将会导致不好的结果。
另一种选择是
开关充电器，或者是开关模式电池充电器集成电路，它可以提供
更高的电流水平，但却需
要尽可能少的功率。历史上，这些类型的集成电路经常存
在一些噪音的问题。此外，一些
早期的几代开关模式的设备需要一些外部元
件。
1
然而，开关模式的电池拓扑结构的好处是显而易见的。它们包括提高效率和降
低功耗，以
及快速的充电周期。这些器件也都能够由高的输入电压进行充电，这就
可以允许使用较低
成本无管制的适配器。他们可以从电流限制的能源中增加
充电电流。
来自开关充电器的噪音通
常是在轻负荷运行时产生的，特别是在预处理时。随
着噪声的减少，很多开关充电器进入
了著名的脉冲跳跃操作。在脉冲跳跃时，脉宽
调制的频率的变化是异步的。目前已开发出
发达的电池充电器的集成电路使用一个
开关式的充电器供应高的充电电流以最小的热量影
响到系统使，然后在低
充电模式下转换成为线性充电器，以减
少噪音。这种脉宽调制开关模式充电电
流
器带有线性模式类型是一个很好的发展，提供了高效率的恒流
(
快速充电
)
的速
度。开关式充电器
通过脉宽调制开关调节器来控制很大的恒定的稳压电流充电
(
高
达
)
。在电池预处理和锥形恒压充电模
式将要结束时，它会自动转换到
2A
线性模式，从而降低了噪
音，同时开关模式加速充电。一旦充电的电流水平低
于
，则会完全的变成线性模式，由开关转换器产生的噪声就被消除。
30
0mA
但现在有进一步的发展。例如，一个新的手持设备的理想解决方案是单节锂聚
合物电池，它能提供高达的充电电流和先进的充电系统监控显示功能
/1A
兼充电电流设置有利的是可编程的预充电和快速充电。许
USB100mA/500mA
多产品还包括电池温度监测，以确保安全充电。
如的公司是新一代充电器芯片开发的领头羊。这些所有的集成解决
Inter
sil
方案能够满足紧凑型应用，提供更高功率应用的充电控制器。现在的充电电压<
/p>
精度达到个百分点，比起仅仅在几年之前，那时准确率为个百分点就被认为
0.51
是很好的的时候，这已经说明是有了进一步的发展。开关频率高达，
现
3 MHz
在新的交换充电器提供高达的充电电流，如，这是
和细胞的锂
2A ISL922012
离子电池应用的理想选择。
此外，新设计限制泄漏
-
当没有附加输入功率时，现在典型的泄漏电流小于
0.5
uA
。在更小和更小的封装上这些改进也已成为可，如
4 ×4
毫米
QFNs
或
2 x2
毫米的
CSPS
，这在空间
受限制的手机设备上节省了资源。
最新的电池充电器芯片还
能够监视输入电压，电池电压，充电电流。当这三个
参数中的任何一个超出特定的限制，
该集成电路将关闭一个内置的
N
沟道
2
MOSFET
，以至于从充电系
统移除电量给电池。这种灵活的效率的改进，就是现
在这些重要的设备，这对持续增长和
移动特征设置扩展，手持产品扩展是至关重要
的。
微型计算机
8051
系统太阳能电池供电与双充
电电池之设计
与建构
单片机系统电流控制和信息应用领域正变得越来越普及。然而，由于其电池能
量的限制，如果单个可充电电池提供电量，那么这些系统有一个非常受限制的操作
时间
或充电周期。我们为采用双充电电池是由太阳能电池供电微机
8051
< br>系统的软
件和硬件提出了设计和实施。从为双电池系统随机充电和放电过程中排队
模型可行
性分析，由于天气条件和用户操作行为的随机性特征，我们可以证实，此模型的
平
均运行时间可远远长于由单个可充电电池供电的平均运行时间。我们设计的实验结
果也表明和我们的模型大致相同。随着三分之二的利用率，我们可以得到一个平均
运行时间的四倍在理论结果一样长，并且三分之二实验结果比用单一的可充电电池
< br>供电的时间长。此外，该技术的发展趋势表明，对于一个典型的微机系统的用电率
正在下降，为典型的太阳能电池发电效率正在增加。因此，太阳能电池作为通过用
双充电
电池为微型计算机
8051
系统充电的充电电池在不久的将来是
可行的。
在过去的几年里，微型计算机系统的设计研究人员
使用不同水平的低功率技术
进行研究工作。就系统、电路和设备节能方面来说，结果表明
，从至
1992
年每年一台微机电脑的平均功耗减少超过
,
，从年至年每
001
年一
台微机电脑的平均功耗减少到
,
。功耗的降低是很重要的，这是因为它
10
有潜能延长便携
式设备再次充电的周期。电池需要再次充电前的运行时间越
长，
则对移动的用户操作便携式微机系统越方便。
最终，一个单片机系统的功耗将足够小到可以提供或通过其他的能源再次充
电。
其中一个能源是机械振动。在其他的能源之中，我们先前提到的太阳能电池可
作为能量供
应能源。尽管当前的硅太阳能电池发电效率还不够高，但是
MC -
< br>他们的工作效率从年到年由
,
上升到了
< br>,
。这种改善可以
1990199714.216.8
3
减少由一个微机系统提供的电源充电和放电速率之间的差
距，因此在一定的操
作
时间能量的衰竭的概率每年是减少的。
为了延长电池在再次充电前的使用时间，我们在这篇文章中提出了一个
单片机带有双电池通过太阳能充电系统的软件和硬件模块。在其设计和实
80
51
现的基础上，这篇文章也提出了估计电量用尽的可能性与依靠太阳能电池的发
电效率和微型机的用电率进行实验测量运行时间。此外，由于充电和放电期间的存
在重叠部分，如果充电和放电的速度之比为三分之二，那么，电池使用时间可能
会被延长相比一个可充电的电池的使用时间的四倍。
<
/p>
剩下的部分安排如下。在第二部分中，相对于微机的能量损耗和太阳能电池的
发电效率技术的发展趋势进行了讨论。在第三部分中，单片机的两个可充电电池的
随机充电和放电的行为排队模型准备好。此外，在单片机系统的双充电电池的可行
性
估计已给出。在第四部分和第五部分，给出了本系统的软件和硬件模块的设计和
实现。在
第六部分中，本系统的实验结果已给出。最后一个部分给出了结论。
结论
7.
我们已经提出了用太阳能
电池充电的双电池供电的单片机系统的设计
8051
与
实现。所使用的硬件组件是非常普遍且低成本的。控制程序的设计采用了汇编语言
常见的种类。该实验系统已显示出非常稳定的运行状态。从我们对理论和实验结果
的观察，我们得出的结论是，这种双电池的设计有能力延长这样一个微型电脑平均
运行
时间的两倍。对于我们的设计中三分之二的利用率，从理论结果上说，我们可
以得到四倍
的单电池设计的平均运行时间，从实验结果上说，我们可以得到倍的平
均运行时间。理论
结果与实验结果之间的差异是在电池充电过
3.5
程中出现错
误的结果。此外，当我们的系统在强阳光下运行时，它可以不断地
工作，并且没有电池耗
尽，这是因为由太阳能电池发电的电量要比系统消耗
8051
的
能量大的多。
4
Improvements in Battery Charger ICs
Keep Pace
with Rapid Increases in
Mobile Handset
Capabilities
In the era of global wireless
connectivity, almost nothing is more
important than keeping a smart phone or
mobile Internet device charged.
Expanding features on the constantly
improving portable and handheld
device
create a major challenge for designers of battery
charger ICs.
High resolution screens
and larger memories combine with new
capabilities to tax the battery,
requiring battery charger technology
that is not only more efficient but
also capable of managing power
distribution.
Optimizing
power consumption to prolong battery life has
always been
a driving force in handheld
power management. However what is changing
are the efficiency expectations for
charging handheld devices when they
are
plugged into the wall. The latest generations of
device designs are
using high-
efficiency switching chargers in place of
traditional linear
chargers. Customers
today continue to demand shorter charge cycles
when
charging their battery. Beside
higher efficiency with respect to the
conventional linear chargers, one of
the great advantages of using
switching
chargers solution is the capability to boost the
charge
current from what supplied by
the source. This is especially important
when powering off of a USB port where
the current available might be
limited
to less than 500mA. Higher charge currents equate
to shorter
charge cycles thus
satisfying customer expectations.
There are two kinds of battery chargers
used in most handhelds
now
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