锂离子电池管理电路摸爬滚打记1

锂离子电池管理电路摸爬滚打记（一）从98年设计手机电池（锂离子电池）充电器开始，到2000年设计第1个锂离子电池保护板，到2001年设计2节串联的DVD电池电路，到2002年设计3节串联的电热电池电路，到2003年设计4节串联的笔记本电脑电池电路，再到2005年设计7S、10S、13S、20S的动力锂离子电池电路，一直到现在，在锂离子电池行业里已经摸爬滚打8年了，其中有许多的失败，也有不少的成功，辛酸的泪水与快乐的笑容一起伴随着我在这个行业里成长着，这一路走来，有时摔得很痛，有时也收获甜美的果实，我愿意把我的这些经历，尤其是成长中的失败经历，记录下来，与大家分享，同时希望读我文章的人能从中吸取些技术上的经验教训，免走弯路。

在98年时，由于我原来所在的公司转行了，公司里不再需要电子技术人员，我就离开了旧公司，到了一家专业从事手机电池与充电器产品的公司里工作，当时我对锂离子电池及充电器毫无了解，由于当时的总工知道我会用PROTEL设计PCB板，因此就录用了我，让我在开发部工作，刚进入公司时，我的月薪比我在旧公司时还要低，只有1350元。

我清楚的记得，我的第一个工作就是让我设计一块手机用锂离子电池充电器的PCB，这是一个双槽的锂离子电池充电器，它的前槽是对手机充电的，后槽是对电池充电的，当前槽插入手机，而后槽也有电池时，前槽的手机能够优先充电，前槽手机充满后自动转入后槽电池充电。

这种类型的充电器现在市场上已不常见到了，但在当时，此类的充电器却很普及。

这个充电器是当时的总工用三星单片机设计的，这颗单片机并没有A/D转换功能，因此价格很低，它的A/D转换是利用两个运算放大器实现的，用来检测电池电压，由于当时我只负责设计PCB，具体的软件未曾见到，但充电器的充电效果还是较理想的。

三星的单片机性价比较高，在98年时，这样的电路成本算是较低的，因此整个产品还是很有市场竞争力的。

我很想在这里把当时的充电器电路贴上来，但在硬盘里找了很久，也没找到电路的备份，只好作罢，只能等有时间时，我重新画一个贴上来，8年过去了，这样的电路估计现在也不会再有人使用了，不再算是旧公司的技术机密了吧。

锂离子电池管理电路摸爬滚打记（二）我的总工所设计的这个充电器电路，它的输入电源就是手机原配的电源适配器，电路中通过TL494构成的BUCK电路进行DC/DC转换来降压，TL494的两路反馈中，一路作为电压反馈来进行恒压控制，另一路作为电流反馈进行恒流控制，而单片机在其中的作用就是检测电压、作充电指示、以及控制TL494的电流档（电流分成高低两档）或关闭整个充电电路。

它的充电方式从严格来说，是不算CC/CV模式的，因为单片机会每隔一段时间（比如30秒左右）关断充电电路，检测电池的电压是否达到4V2，若达到，则判断为电池已经充满。

这个电路虽然在今天看来并不是很理想的，但它的确能将电池充满。

在电路板打样回来后，研发人员对充电器进行了测试，认为功能是正常的，但这个电路在对有些电池充电时，测试的工程师说充电器有时会充到“开路”，这是我第一次在公司听到这个名词，而所谓的“开路”现象，也就是说，充电器的负载断开了，在当时，我只是设计PCB，并不明白它为什么会变成“开路”，而在实质上，是这个充电器在某种状态下，把锂离子电池充电到进入保护状态了，而无法再充电，表现出了“开路”的状态。

不过，虽然会开路，开发部的工程师认为这可能是电池的问题，因为有的电池在同一台充电器上并不会出现充电过程中的“开路”现象。

不过，会出现“开路”现象的电池，在有的充电器上并不会出现同样的问题，这听起来这有些象是兼容性问题，就比如一个用户有个CDROM，读不出盘，他找到CDROM厂家，厂家说是盘的问题，因为他的CDROM可以读出好盘，他又找到卖盘的，卖盘的说是CDROM的问题，因为别的CDROM 能读出这张盘，于是这个用户的问题仍然无法解决。

在当时，我们也认为这并不是充电器的问题。

我的总工在我来这个公司2个月后，因为个人发展原因，就离开这个公司了，在他离开后，我才得知，他的年薪是60万，这个数字，对当时的我来说，简直是个天文数字，我无论如何也想不明白，拿着这么高的薪水，为何还要离开。

总工离开两天后，总台小姐让我去总经理办公室开会，我隐隐约约感觉到，一定是有什么重要的事要让我来做了。

锂离子电池管理电路摸爬滚打记（三）当我来到总经理办公室时，我的心里变得紧张了起来，因为我看到办公室的圆桌上坐着3个人，都是公司的高层，其中包括董事长和总经理、以及副总，总经理向我了解了一些我以前所做过的产品研发，并问我对单片机是否了解，对此我给予了很有信心的答复。

因为对于单片机，我从94年就开始使用了，不过只用过MICROCHIP的PIC16C54~57系列，我曾用PIC单片机开发过几种产品，其中包括防盗报警器，钟控开关插座之类。

总经理告诉我，由于总工离开了公司，现在公司里需要一个熟悉单片机应用的人，来做充电器产品的研发工作，但由于公司里缺乏这方面的人才，希望我能帮助公司把这方面的事情扛起来，我当时并不熟悉三星单片机的应用，也对充电器产品了解不深，但面对领导的信任与期待，我爽快地答应了。

在我走出总经理办公室时，副总笑着对我说：“喔，我并不知道是你来到公司了。

”，我也跟着笑了，知道他想起我了。

这里我补充一段两年前的一段故事。

我在96年时，经一位朋友的介绍，就曾经到这家公司应聘过，当时面试我的是企划部的经理，面试时，先是填了一张履历表，又被要求翻译一篇英文资料，然后被带到电脑前操作一些软件，我当时一共被要求做了AUTOCAD的软件操作，还有数据库软件DBASE的软件操作和PROTEL的软件操作，由于我94年就有电脑了，平常又爱玩各种软件，因此这些操作对我来说是小菜一碟，但我把英语文章翻译得一踏糊涂，不过我的其它能力让面试者认为我可以一用，于是我就被带到了一位管理员前面，那位管理员看到我翻译的文章，对我说：“你的英文比较差呀”，不过企划部经理向他说明我其它方面还不错，因此他同意录用我了。

而当时的这位管理员就是现在的副总（在今天，他已经是公司的总载了，管着好几个总经理。

不过，在96年时，我虽然被录用了，但并未到这个公司报到，仍然留在了旧公司。

两年后的重新相聚，也许真的算是缘份了！在此前，开发部的经理一职是总工兼任的，在总工离开后，就由企划部的经理担任开发部的经理了，从此，我在这家公司里，从电子工程师一直做到副总工程师，他在很长一段时间里一直都是我的上级，我的成长与他的培养是分不开的，即使现在已经离开了这家公司，内心里仍然对他很感激，当时我称呼他为“郭经理”，我本无意把他的姓氏写出来的，但为了文章里表达的方便，只好这样，对我稍有熟悉的人，应都能猜出他是谁了。

锂离子电池管理电路摸爬滚打记（四）在当时，公司里还没有开始生产锂离子电池（锂离子电池是99年才开始生产的），所生产的产品就是充电器和其它次要配件（如手机皮套之类），而充电器是关系到整个公司生存的重要产品，对于整个公司来说，研发与销售是整个公司管理体系的重中之重，在总工离职后，研发的管理重担就落在了开发部的新经理—郭经理身上了。

郭经理在未上任前，已感觉到了充电器产品中可能存在的质量问题，而他无法知道问题出在哪里，不过他有他的管理方法，从他上任开始，就要求整个开发部“一切用数据说话”，并把它写成大字的横幅，挂在了开发部的墙壁上。

在开发部的第一次全体会议上，他告诉我们不要主观判断一个产品是好还是不好，充电器对电池是充得满还是充不满，要用数据来说话，用电压、电流、充电时间等详细的测试数据来说话，并提出了“充电饱和度”这个概念，用“充电饱和度”作为判断充电器好坏的标准之一。

我想很多读者对这个概念可能是陌生的，在这里我就对此作一说明。

所谓的充电饱和度，是先将测试用的锂离子电池以0.2C的电流进行CC/CV（指恒流/恒压，下同）充电，当充电到CV（指恒压，下同）模式电流小于0.01C时，认为电池已经充满，并将电池搁置1小时左右，再将它以0.2C的电流进行CC（指恒流，下同）放电，放电至2.75V截止电压，计算电池所放出的容量值（电流与时间乘积的积分），认为这是电池的实际容量值。

接着将该电池用充电器进行充电，直至充电器判断为充满后转灯（充电时的红灯转为充满时的绿灯），取下电池，将电池搁置1小时左右，再将电池以0.2C的电流进行CC放电，放电至2.75V截止电压，计算电池所放出的容量值，此时的容量值是充电器对电池的充满容量。

而充电饱和度=充电器对电池的充满容量/电池的实际容量*100%，这个百分值就是充电饱和度。

在引进这个概念后，一个充电器是否能对电池充满，它的充电效果如何，就一目了然了。

与之前的开发部经理相比，郭经理是一个对电子技术并不精通的管理人员，但他优秀的技术管理能力，却从此得以发挥，对公司未来的发展，起了重要作用。

从他身上，我开始学到一些技术之外的重要东西。

锂离子电池管理电路摸爬滚打记（五）郭经理上任的第二件事，就是建立手机充电器产品的企业标准，这个任务指定由60多岁的黄工（高级工程师）来完成，黄工曾在省内一家大型国有企业担任过总工，对企业产品的标准化方面非常熟悉，他在退休后继续散发着余热，为这个公司贡献着自已多年的工作经验。

黄工的性子很直爽，总是不留情面的指出别人的错误，而且对工作一丝不苟，绝不容许有丝毫的差错，哪怕有一点小错，也一定要别人改正。

就比如电路原理图中所标注的1k电阻，k字必须小写，如果写成大写的K字，在标准化方面，是无法通过他的审核的。

我刚开始时在他那里也吃过许多苦头，设计文件常常无法通过标准化审核，但经过一段时间磨练后，工程师们就会很自觉地做到文件符合标准化要求了。

这种磨练，对新工程师来说实际上是很需要的，现在每当我看到一些工程师乱七八糟的图纸时，总会想起近乎苛刻的可敬又可爱的黄工。

充电器产品的企业标准，从初稿到复审再复审，反复修改后，终于制订完成了。

有了标准之后，就象有了把尺子，就有了对产品质量好坏的衡量依据，公司产品的质量管理方面，开始慢慢走向正轨。

顺便插上一句，当99年国家开始制订手机充电器产品的国家标准时，就是在这份企业标准上作了些修改而完成的，而同样，在以后制订锂离子电池产品的国家标准时，这家公司的锂离子电池产品企业标准也成为了制订国家标准的重要参考。

在那以后，我开始学习三星单片机，准备接手新项目的开发，但新的充电器产品中仍然沿用着旧电路，由于此前公司已经掩膜了几种共几十万片的三星单片机在仓库里，这些单片机是必须要先用掉的，而我所能做的工作，就是设计新产品的PCB，所谓的新产品，其实只是外形各不相同，而内部的电路与之前所用的电路是一样的。

也许是公司出于对我的能力的担心，在一个月之后，又用高薪从部队聘请来了两位单片机的应用高手，让他们用三星单片机为公司开发新的电路，我则继续开发用旧电路的新产品。