鋰基（Li+）電池在便攜式設(shè)備中變得越來越普遍。它們具有理想的特性，但往往供不應(yīng)求。交貨時(shí)間可能很長，除非您在電池制造商處具有首選客戶身份。因此，Li+的備份替代品是可取的，特別是對(duì)于較小的公司。本文介紹了一種電路，該電路允許在為Li+電池設(shè)計(jì)的電路中使用鎳氫（NiMH）電池。它提供與Li+電池相同的性能，尺寸和成本。

鎳氫（NiMH）電池仍然被廣泛使用。它們比Li+電池經(jīng)濟(jì)得多，并且尺寸非常小（現(xiàn)已提供AAAA）。

鎳氫接口的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

將NiMH電池與鋰優(yōu)化電路接口的電路應(yīng)模擬電池的端電壓，該端電壓隨著電池放電而下降。Li+電池（3.6V）的標(biāo)稱端電壓約為NiMH電池（1.2V）的三倍。因此，作為一種簡單的方法，您可以強(qiáng)制高效升壓轉(zhuǎn)換器的輸出等于電池電壓乘以3：6V/1.2V = 3。

然而，允許電路在關(guān)斷期間持續(xù)運(yùn)行會(huì)消耗不必要的功率。在關(guān)斷期間，NiMH電路的等效漏電流（靜態(tài)電流）可高達(dá)200μA，這是不可接受的。事實(shí)上，關(guān)斷期間只需要電源控制功能。

在關(guān)斷狀態(tài)下，您可以運(yùn)行建議的電路，而不是在關(guān)斷時(shí)保持3倍的NiMH電壓，該模式僅在電路輸出降至定義的閾值以下時(shí)激活升壓轉(zhuǎn)換器。當(dāng)輸出達(dá)到上限閾值時(shí)，升壓關(guān)斷，允許輸出電容通過輸出負(fù)載和NiMH電路放電。因此，輸出電壓形成鋸齒波。但是，如果電池電壓低于下限，電路將保持停用狀態(tài)，以保護(hù)電池不耗盡。

擬議的接口電路

圖1所示電路通過在NiMH電池和鋰優(yōu)化電源管理電路之間提供接口來實(shí)現(xiàn)上述思路。MODE輸入控制電路;高給出鋸齒，低給出 3*V巴特.

圖1.該電路輸出由單個(gè)鎳氫電池供電，模擬Li+電池的放電特性

積分器連接的運(yùn)算放大器通過驅(qū)動(dòng) U1 的反饋節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生三倍于該電壓的輸出，使電池電壓成倍（圖 2）。為了避免與U1的內(nèi)部誤差比較器相互作用，并提供噪聲濾波，需要較大的積分器時(shí)間常數(shù)。在低功耗模式下，微處理器監(jiān)控器IC（U2）監(jiān)視輸出電壓并控制U1。與U2相關(guān)的電阻串為該器件設(shè)置了近似的2.4V和4V門限。

圖2.對(duì)于圖1中電路的正常工作，即V在≥ 0.9V， V外= 3V在

最后，當(dāng)電池電壓降至閾值（通常為0.9V）以下時(shí)，升壓轉(zhuǎn)換器必須始終關(guān)斷。該關(guān)斷由轉(zhuǎn)換器自身的內(nèi)部比較器完成;Tiny Logic網(wǎng)絡(luò)根據(jù)MODE控制輸入、斜坡閾值檢測(cè)器（U2）和U1的內(nèi)部電池比較器的狀態(tài)選擇正確的工作模式。為確保在輸出為1V時(shí)從0.0V啟動(dòng)，邏輯網(wǎng)絡(luò)必須直接從電池供電。所示邏輯系列 （ULP） 的工作電壓低至 0.9V;低于0.9V，電池接近耗盡。

使用如圖所示的元件，該電路的鋸齒占空比為10%（圖3）。請(qǐng)注意，電路具有潛在的鎖定狀態(tài)。在鋸齒模式下運(yùn)行時(shí)，U2 的上限閾值必須始終小于 U1 的最大輸出。否則，U2 不會(huì)關(guān)閉 U1。U1的最大輸出由其FB節(jié)點(diǎn)上的R9-R10電阻串設(shè)置。（由于運(yùn)算放大器輸出在低功耗模式下處于高阻抗，因此不會(huì)從節(jié)點(diǎn)拉電流）。

圖3.在鋸齒模式下，圖1中的電路具有10%的占空比

該電路不包括Li+電池充電接口。該功能可以通過與充電器和電池串聯(lián)的p溝道MOSFET來實(shí)現(xiàn)，此外還可以增加一個(gè)運(yùn)算放大器，以將MOSFET的充電器側(cè)伺服至3 * VBATT。

審核編輯：郭婷