當為不同電池芯容量的多種化學類型電池充電時，在不同的充電階段上，電池電壓可能會高于或低于電源電壓。因此，需要對電源電壓做升壓或降壓，以配合電池的電壓。例如，當為一個典型電壓為1.25V的單芯NiMH（鎳金屬）電池充電時，必須對3.3V的電源做衰減或降壓。當要為一個單芯4.1V鋰離子電池充電時，輸入電壓需要做升壓。為解決這些問題，應用一種SEPIC（單端初級電感轉換器）作為主充電路徑。這種開關模式的DC/DC轉換結構可以同時在某個電壓區間內完成升降壓工作，從而提供了電源電壓的靈活性。
鋰離子與NiMH化學類型需要不同的充電曲線，但一個靈活的充電架構可以方便地用于兩種情況。較為靈活與簡便的實現方式是，用微控制器上的固件，從一種化學類型切換到另一種類型。如果設計一種模塊化的充電子系統，并將各種功能封裝到各個模塊中，就可以根據系統需求，使用某個系列中的不同微控制器，實現相同的應用。模塊化的使用簡化了設計，開發人員就能夠為其它主要應用增加電池充電功能，如電機控制與醫療測量等。
在控制充電電流時，電池充電器必須要確定出電池的電壓、電流與溫度。確定電池狀態的硬件對所有電池類型都是共同的，電池電壓可以高于或低于微控制器的輸入范圍。因此，工程師們一般都會用一個電阻分壓電路測量電壓，做電壓衰減。他們可以測量高側的電流，即進入電池的電流；也可以測量低側的電流，即離開電池的電流；或者，在SEPIC情況下，可以在電感的次級端使用一只電阻。電池通常都內嵌有熱敏電阻，可以用于監控和確保電池溫度的精度。有些商用電池制造商為降低成本而省略了這些熱敏電阻。這種情況下，用戶可以外接一只熱敏電阻，并使之與電池接觸。
采用這些測量參數，微控制器就能確定并控制進入電池的充電電流。從電池充電器的角度來說，不同化學類型之間的主要區別就是充電曲線（圖1）。鋰離子電池采用的是恒流恒壓的充電曲線。如果電池電壓在啟動時低于恒流閾值，則電池充電器會以少量電流供電，大約為電池容量的10%。在這個預處理階段，電池電壓會隨著充電電流而逐步增加。當電壓達到快充閾值時，微控制器將充電電流增加到約為100%容量。這個恒流階段一直保持下去，直到電池電壓達到規定的電壓值。然后，電池充電器進入恒壓階段，在此期間，充電電流減小，同時電池電壓保持在規定的電壓值。當電流降低到終止電流時，電池電壓保持不變，而電池充電過程終止。
圖1，從電池充電器的角度，鋰離子電池化學類型(a)與NiMH電池化學類型(b) 之間的主要差異是充電曲線。
在充電期間，電池中的電流隨溫度的變化而變化。如果有任何電池狀態參數（電壓、電流或溫度）超出了相應電池充電階段所規定的范圍，則電池充電器會停止充電做保護。
NiMH電池的前兩個充電階段與鋰離子電池類似，即：20%容量的激活段，以及100%容量的恒流段。電壓下跌與溫度下跌表明了NiMH電池的恒流段結束，而電流保持恒定。在這次電壓下跌后，NiMH充電器的充電曲線進入了充電完成階段，在此期間，電流降低到約5%容量的涓流水平。這一階段提供一個恒定時間的小充電電流，直到充電終止。
