原创 锂电池充电中的细节技术文档

USB口对设备的识别
有一个比较专业的词“枚举（USB Enumeration）”，对USB设备来说是必须要经过的一步认证，在这个
过程中USB控制器识别插入的设备是高速还是低调，硬件驱动的VID，供电需求等等信息。
    所有接入USB口的设备在刚开始消耗的电流都不能超过100mA，只有在枚举过程后主机才决定是否可以
给设备提供更高的电流。
如果没有枚举过程则USB口最多只能提供100mA的电流，如果用电器拉载超过100mA以上的负载，则USB
控制器会关闭USB口。

所有接入USB口的设备在刚开始消耗的电流都不能超过100mA，只有在枚举过程后主机才决定是否可以给设

备提供更高的电流。

如果没有枚举过程则USB口最多只能提供100mA的电流，如果用电器拉载超过100mA以上的负载，则USB

控制器会关闭USB口。

这个过程好比一个公司，你就是USB设备，要进入公司首先要面试（枚举），你到了面试现场（第一次

插入设备），面试官首先了解到你的外表，性别已经你要应聘的岗位（设备描述符），然后给你一个号，以

后就开始按号叫人，当你被叫到就开始问你的专业知识，性格等（配置描述符），如果你比较合适（通过了

枚举）你就会录取了，并且注册一个你的信息到公司（驱动安装，并且写入注册表）。等你下次来公司，只

要把工号（PID，VID）报上，就知道是你来了。

当然，实际过程远比描述的详细和复杂。整个枚举过程发生在USB设备接到USB口上的前几秒钟，对

用户是不透明的。

充电器控制器详解

下面我们用一个实际的控制器来举例，产品来自Linear Technology，型号是LTC4062，是非常常见的单块锂离子电池充电器的控制器

下图控制器的输入可以接USB口电压，其实还可以接更宽，4.3V-8V的输入电压都可以。充电电流Ic的大小可以从0-1000mA自行设定。

    设定方法是调整图中红色电阻Rp的阻值，充电电流Ic等于1000mA除以这个电阻的阻值。当满足涓流充

电条件是充电电流自行降低到充电电流Ic的十分之一。

C/5 是可以在高低恒流充电状态切换，不设定时就以 Ic 充电，设定为 1 就以Ic 的五分之一充电。刚才所说的“枚举” 过程

也是在C/5 端口内部设计实现的，就不再介绍芯片内部的结构了

Timer是充电终止的计时器，有多种方式终止充电，第一种是Timer和C/5之间可以接电容Ct，接上以后充

电器将在3×10

7

Ct小时后停止充电。还有另外一种终止充电的方式，判断充电电流大小停止充电。

    上图看着会不会眼熟？其实就是第二页介绍锂电池充电过程的实际测试结果，第一个涓流阶段由于横轴

很短所以没画出来，实际上这个过程一定存在。

手机电池使用中的3个误解

一：“电池用不用激活”？

    答案是需要激活！但此过程在工厂中完成，用户没有能力完成。锂电池的激活过程是这样的：锂离子电

池打开壳--灌输电解液--封口--化成，就是恒压充电，然后放电，如此进行几个循环，使电极充分浸润电解液充分活化，直至容量达到要求为止，这个就是激活过程--分容，也就是说出厂后锂离子电池到用户手上已

经是激活过的了。另外，其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态，激活以后再封口，除非您拥有了

电芯生产设备，否则没法完成。

二：“手机需要每次把电用光再充吗”？

    不少朋友认为，锂电池必须将电量用光，否则也有可能出现记忆效应，其实这个概念最早来自镍镉电池，

镍镉电池有记忆效应，如果不放尽电量，电池会随使用次数的增加而呈现出电量愈来愈少的状态，后来的镍

氢电池已经得到了改进，已经没有明显的记忆效应，因为镍氢电池还是会出现一定程度的晶格化导致容量降

低，仍然需要经常的彻底充放电来保持其正常的电量。而锂电池则基本上没有记忆效应，可以随时充放电而

不会影响电池的容量。

从另一个角度来讲，电池记忆效应是指电池的可逆失效，即电池失效后可重新回复的性能。而锂电池是不可

逆的，性能及容量只会随着使用而不断地减少，另外，消除电池记忆需要进行深充深放，也就是电池电压要

到达1.0V，手机不可能坚持到电池电压到1V时关机。

    多年的事实证明放电深度达99%以上的锂电用维修电源能激活的也只有半数,其余半数报废！虽然我们用

手机不至于把电池用到深放电的电压范围，但也没必要每次都把电用到自动关机。

 三：锂电池只能充放电500次

    相信绝大部分消费者都听说过，锂电池的寿命是“500次”，500次充放电，超过这个次数，电池就“寿

终正寝”了，许多朋友为了能够延长电池的寿命，每次都在电池电量完全耗尽时才进行充电，这也映证了第

二个问题的出现。

    假设一次完全放电的电量是Q，一块电池的周期为500次，那么它在寿命中提供的总电量是500Q，如果

你每次都用光电，那么确实可以充500次，但如果你每次用了50%电量就充，那可以充1000次，以此类推，

但因为电池中电量过少电压过低并不好。

    在第二页我们也说过，过低电压时出现大电流充电，或者充电电压高于4.2V很多都会给电池造成永久损

伤，所以电池还是随用随充最合理。

总结：

USB口给手机、 MP3 充电的过程的细节还有很多，使用的控制器在功能上也有区别，比如保护功能上，电

压变换采用的电路上，以及不同电芯的锂电池充电停止条件也不同，这方面做的规范的厂商固然很多，但山

寨厂的产品大都不顾及这些规范，所以买手机充电器或者USB-HUB时还是选择正规大品牌更好。