正是用户手指底下无数个看不见的可编程器材使得手持设备变得如此便当和风趣。这些手持设备装备的电池容量足能够满意在一个小孩的注意力会集的时间段或一个作业日的运用，因而只需电池有时机从头充电就能够让人们循环往复地享用它带来的趣味。一些更高档设备中的充电器更是具有强壮的可编程才干，这些充电器不只能够缩短充电周期，还能延伸电池的运用寿数。
现在，充电器可编程才干的开展已远远超出了手持设备的上述的这两个基本要求，在监督充电电压和电流的一同，充电器还能随时监测电池温度，精确地操控电池充电速度，然后完结最佳的电池容量康复和安全性。充电器还在电池的运用进程中接连地监督电池电压，不只能够在电池电压较低时予以提示，还能告知用户在电池有必要充电之前还能够运用的剩余时间。
这种可编程性首要在坐落设备内的电池充电器的集成电路中完结，充电器能够与办理设备作业进程的半专用微处理器沟通它取得的一些信息，关闭系统中不必的或闲暇的部分，然后有用地延伸电池运用时间。
尽管这种智能充电器会给手持设备带来显着的优点，但也不能忽视作为最基本方法的独立充电器，在有意或无意短少微处理器操控的场合这些独立充电器将是电池保护的首要力气。对这些场合有必要引起注重，由于由于某些原因处理器将无法智能地操控充电器，此刻充电器有必要要有必定的自立才干。比方，电池挨近耗尽而使微处理器没有满意的作业电压这种状况便是需求充电器“自立”的状况之一。
别的一种状况是由于某种非破坏性毛病从内部切断了电池组与处理器的联络。此刻由外部充电设备直接供电的充电器有必要能够在没有微处理器的协助的状况下，在最短的或许时间内持续安全地按电池化学特性规则的严厉充电要求正确地给耗尽或开路的电池充电。
在依据手持设备运用环境大略地界说了相对抱负的电池充电器后，让咱们把注意力转移到外部充电设备。跟着作业的进一步深化，电气工程布景逐步失掉作用，由于在规则好电压和电流要求后，咱们发现最困难的便是挑选封装、电缆长度等使命。
当然，上述状况是假定充电设备是由沟通电源供电或轿车中的充电适配器二次供电的。首要期望充电器规划能够饱尝得住偶尔的过充检测。规划经过了少量的修改后不只能够完结自我保护，还能避免电池过压。别的一个可用于手持设备充电的设备是核算机上的USB端口。USB端口能够输出高达500mA的恒定电流，仅需一根线缆就可树立USB端口和手持设备的电池之间的充电回路。
许多核算机上有丰厚的USB端口，因而USB端口现已成为充电设备的首选计划，而沟通供电的墙体插座则是第二种挑选计划。即便电脑只要一个USB端口也没有问题，由于该端口也仅仅在上载相片和下载MP3等场合用一用。当然，也不能忽视墙体插座的重要性，但与USB端口比起来，墙体插座有许多缺陷，至少会产生额定的不必要的费用。最廉价的墙体插座由50Hz的变压器、整流桥和滤波电容组成，整流器输出电压特性相当差，就像沟通电压相同。添加线性整流器能够改进整流作用，但会添加功耗。总归，沟通供电的低端充电设备尽管廉价，但体积大、功率低。高端沟通适配器由于运用开关方法供电，因而体积较小、功率也较高，但本钱有较大起伏地进步，而且还具有传导和幅射问题。假如要满意FCC和其它办理机构的要求，还会进一步添加体积和本钱。
由于许多人都具有个人电脑，作业场所电脑也是无所不在，因而终究的低本钱充电解决计划肯定是USB端口。对常常往复两地的人员来说，只需求为车辆添加一根充电线缆和现成的接连充电源。下面将详细介绍电池充电器，以及怎么取得最大容量充电器而又不违背USB端口最大的载荷规则。
具有供电才干的USB端口能够输出5V电压和高达500mA的电流。运用充电电流为常数500mA的线性充电器时，容量为1,000mAh的电池只需2个小时就能充溢。运用开关形式充电器能够进一步进步功率、削减无源器材的尺度。图1是通用的锂离子电池充电曲线。
图1：锂电池的可编程充电曲线
值得注意的是，预充电流仅仅正常充电电流的一小部分，只要等电池电压超越浮充电压后才干用满充电流替代预充电流对电池进行充电。
开关型充电器有必要以尽或许高的频率作业才干保持其高功率和SMD电感与电容的小型化。集成式的电源开关能够进一步减小充电器体积和本钱，并供给特定的一些功用优势，如每个周期的电流约束和电流形式操控。不然，假如开关坐落集成式充电器外部的话本钱会高出许多。尽管集成均匀充电电流检测电路十分有吸引力，但最好仍是在充电操控器的外部完结，可直接与电池串联。
与低本钱热敏电阻一同构成的温度传感能够为电池带来额定的保护和更长的寿数。经过添加与充电器之间的二线接口通讯，能够向用户供给充电/检测参数的可编程装备，一同形成了需求的能够从USB端口作业的智能充电器，能够按预先确定的、可编程的预充和满充速率给电池充电。
即便在设备关断后，可编程功用依然有用。这能够运用板上EEPROM来完结，用户能够经过I2C接口和Windows GUI接口对其进行编程。可编程功用包含充电进程中的一些要害参数，如预充电流、预充到快充的转化电压、快充电流、快充到减充转化电压、充电停止电流和浮充电压设置。
还有一些旨在经过停止充电进程来避免电池受损的辅佐设置，如预充超时、快充超时以及低温/高温告警设置点。温度能够经过3个不同规范值的热敏电阻加以监督，每个热敏电阻都对应着一个仅有的恒定电流。能够经过I2C指令或可编程极性使能端来激活充电进程。状况输出引脚端能够被编程为闪耀或稳态的开路漏极低电平信号，以指示电池正在充电。
电池和充电器状况能够经过I2C接口读取。状况包含闲暇、预充、快充和充电完毕等充电器状况，以及电池没装、过压或欠压、过温文欠温等电池状况。用户也能够经过该二线接口取得三个充电阶段的充电定时器状况。别的，充电操控器经过编程能够主动开端另一个再充电循环，并能告诉用户现在的充电循环是否是操控器开端作业后的第一次循环，或操控器开端作业后的充电循环是否现已完毕。
一旦电池选定后就能够开端实践的规划作业。本事例挑选的是一个满充电压为4.2V、容量为1,000mAh的锂电池。选用USB端口作为充电电源并要求尽或许快地对电池进行充电。为了便利规划，能够运转如图2所示的Windows GUI东西，并经过点击上面的“规范设置”按钮取得需求用户设置的一切参数。
图2：经过Windows GUI能够便利地对充电参数进行编程
为了避免USB端口输出电流超越限值，依据最大充电电流规则，能够将充电电流定为稍小于USB最大输出电流减去电池充电器自身和外围电路偏置电路所需的数十毫安电流。参阅GUI东西能够发现450mA是十分抱负的充电电流，即便再加上偏置电路的耗费，也不会超越USB端口答应的最大输出电流限定值。充电电流检测电阻选用100mΩ。
尽管充电器电流能够设得再高一点，但要考虑充电器作业电流和其它外围支撑电路(如上拉电阻和可视LED指示器)的电流耗费，有必要留有余量以保证USB端口最大输出电流不被超越。在完结完好的充电曲线后，将预充和停止电流别离设在100mA和25mA。一同挑选100uA/10k的热敏电阻以添加热保护功用，浮充和预充到快充的门限别离设为4.2V和3.0V。
下一步挑选开关电感和大容量输出电容。电感的挑选规范是在所选的1.25MHz开关频率上来处理20%~25%的纹波电流。L的数值依据下式进行大略的核算：
依据核算结果，可选用15uH的电感。具有低等效串联电阻的陶瓷电容是大容量电容的抱负挑选。能够挑选等效串联电阻为8mΩ的10uF电容，这种电容性价比高，其容量满意用来滤波纹波电压，而该纹波电压为流经电感器的纹波电流和等效串联电阻的乘积。在输入端添加一个大容量电容和一个旁路电容、为充电器偏置引脚添加一对旁路电路即可完结整个规划。
USB规范规则了输入大电容的值，原则上是USB端口电压在热插拨时下降起伏不答应超越规则值。充电器偏置电容用来保持内部电压参阅和模仿电路的完好性。添加一个500mA、10V的肖特基飞轮二极管，并运用简略的RC与充电器互导放大器组合对开关电路进行频率补偿，然后进一步安稳作业状况。
运用二线串行数据接口并在低等级微处理器的协助下，充电器能够极大地扩展它的用处。当电池供货商产生变化时，能够经过串行接口从头界说充电曲线以及现在为止电池保护所需的一切其它参数，不需求替换充电器或改动任何外部元件。切换到图3所示的GUI中的“状况/操控”栏，能够发现很多能够在充电进程中由微处理器读取并作出反应的易失性状况和毛病寄存器。
图3：显现充电状况的状况和毛病寄存器。指令寄存器开端/停止充电
充电进程能够如图所示那样开端或完毕。还有其它一些操作，包含将充电器切换到USB集线器作业形式，此刻作业电流为100mA。图4给出了带二线串行接口的电池充电器的完好原理图。
图4：用户可编程USB供电的开关形式锂电充电器原理图
技术创新又一次取得成功，由于用于增强PC功用的那些器材现在能够用作许多种手持设备的电池充电源。USB端口通讯才干也进一步提升了充电器的功用，使充电器从开始的独立型充电器开展成智能的只需顺便一根价格低廉的USB线缆的全功用扩展充电渠道。
现在依然是家庭中常见设备的粗笨的沟通适配器，将变成电池供电设备的可选隶属设备，而将主导地位让坐落更受欢迎的USB充电器。
