锂离子电池为储能过剩提供了有效的解决方案，满足了能量收集应用中的峰值功率要求。然而，保持电池健康需要在充电和放电操作期间仔细注意电压水平。通过使用包括Cymbet Corporation，LinearTechnology，Maxim Integrated，Seiko Instruments，STMicroelectronics和Texas Instruments等制造商在内的合适IC，工程师可以简化锂离子储能设备在能量采集设计中的应用。存储设备仍然是能量收集应用的重要组成部分，必须应对波动能量的波动。在典型的能量采集设计（图1）中，负载电路从锂离子存储设备获得额外功率，包括Cymbet EnerChip系列等薄膜电池和 ML系列，Panasonic ML和VL系列等可充电和精工仪器MS系列。通过在低功耗期间存储多余的能量，可充电设备在低环境能量期间或当由于大量活动，周期性无线传输和其他功率密集型系统状态导致功率需求达到峰值时提供准备好的电源。
图1：锂离子薄膜和可充电电池为无线MCU提供持续供电，满足无线MCU的需求，例如Silicon LabsEZRadioPRO无线MCU系列（由Silicon Labs提供）这些基于锂离子的存储设备的健康和效率取决于在狭窄的窗口内严格维持充电电压（图2）。工作范围之外的电压可能导致电池劣化。实际上，即使接近安全工作范围极限的充电电压也可能导致电池容量的最终损失（图3）。因此，充电管理电路对于确保这些存储设备的最佳输出和寿命至关重要。图2：锂离子电池需要在较窄的工作范围内使用充电电压（礼貌）。
图3：即使在锂离子电池的安全工作范围内，接近该范围极限的充电电压也会导致容量随时间的流失（图片由Cymbet提供）。
充电管理解决方案
Li-ion电池管理电路通常依靠恒压源来维持最佳充电电压，并且负载断开电路以防止锂离子电池的过放电。虽然锂离子电池可以使用恒流和恒压充电的组合，但锂离子电池制造商通常建议使用恒压充电。因此，合适的充电电路可以简单地包括和二极管，以防止反向放电（图4）。
电路设计人员有许多选项来实现负载断开功能。设计人员可以将电池输出与低功耗电压参考源进行比较，例如4051和Maxim Integrated MAX6037，它们提供锂离子工作范围内的输出电压。当电池电压低于时，电路可以使用FET开关（如Diodes Incorporated ZXMN2F30或Semiconductor NDS8434）将电池与负载断开。同样，工程师可以使用由许多稳压器IC提供的电源良好信号和欠压锁定（UVLO）信号来控制负载断开开关。
图4：最简单的充电电
