如何寻求电池与充电管理中的最佳平衡点

  处分计划。抉择一款最为合意的处分计划应当是一项很纯粹的事业,可是正在大大都境况下这一进程颇为繁复。安排职员需求正在机能、本钱、表形尺寸以及其他枢纽哀求方面找到一个最佳平均点。本文将为开阔安排职员和编造工程师供给极少引导和帮帮以使得该抉择事业变得更为轻松。

  1、电池平和性: 无须置疑,终端用户平和是全体编造安排中最优先思考的题目。大大都锂离子 (Li-Ion)电池组和锂凑集物 (Li-Pol) 电池组都含有回护电子电途。然而,尚有极少编造安排需求思考的枢纽成分。此中囊括但不限造于确保正在锂离子电池充电末了阶段时候 ±1% 的稳压容限、平和惩罚深度放电电池的预惩罚形式、平和计时器以及电池温度监控。

  2、电池容量:全体的电池充电处分计划都要确保正在每一次和每一个充电周期都能将电池容量充至充满状况。过早的终止充电会导致电池运转年光缩短,这是当今高功耗的便携式修设所不期望的。

  3、电池运用寿命:遵从提议的充电算法是确保终端用户告终每个电池组最多充电周期的要紧一步。欺骗电池温度和电压控造每一次充电、预惩罚深度放电电池并避免过晚或非寻常充电终止是最大化电池运用寿命所必需的极少步伐。

  现正在编造安排职员能够正在多种电池化学身手中举行抉择。安排职员平淡会凭据下面的极少程序举行电池化学身手的抉择,此中囊括:

  近年来,虽然运用锂离子电池和锂凑集物电池的趋向加强,可是 Ni 电池化学身手还是是诸多消费类利用一个不错的选项。

  无论抉择何种电池化学身手,遵从每一种电池化学身手的精确充电照料身手都是至合要紧的。这些身手将确保电池正在每一次和每个充电周期都能被充至最大容量,而不会消浸平和性或缩短电池运用寿命。

  正在一个充电周期发轫之前,而且尽恐怕正在发轫迅速充电之前对镍镉 (NiCd) 电池和镍氢(NiMH) 电池必要要举行检修和调剂。若是电池电压或温度越过了应承的极限是不应承举行迅速充电的。出于平和思考,对全体“热”电池(凡是高于 45℃)的充电事业都市一时终止,直到电池冷却到寻常事业温度领域内才会再次运行。要思惩罚一个“冷”电池(凡是低于 10℃)或过分放电的电池(每节电池平淡低于 1V),需求施加一个温和的点滴式电流。

  当电池温度和电压精确时迅速充电发轫。平淡用 1C 或更低的恒定电流对 NiMH 电池举行充电。极少 NiCd 电池能够用高达 4C 的速度举行充电。采用得当的充电终止来避免无益的过充电。

  就镍基可充电电池而言,迅速充电终止基于电压或温度。如图 1 所示,典范的电压终止门径是峰值电压探测,正在峰值时即每个电池的电压正在 0~-4mV 领域内,迅速充电被终止。基于温度的迅速充电终止门径是瞻仰电池温度上升率

  与 NiCd 电池和 NiMH 电池相相仿,正在迅速充电之前尽恐怕检修并调剂锂离子电池。验证和惩罚门径与上述运用的门径相相仿。

  如图 2 所示,验证和预惩罚之后,先用一个 1C 或更低的电流对锂离子电池举行充电,直到电池到达其充电电压极限为止。该充电阶段平淡会增补高达 70% 的电池容量。然后用一个平淡为 4.2V 的恒定电压对电池举行充电。为将平和性和电池容量,必要要将充电压平稳正在起码 ±1%。正在此充电时候,电池吸收的充电电流渐渐低浸。就 1C 充电率而言,一朝电流电平低浸到初始充电电流的 10~15% 以下充电平淡就会终止。

  守旧上来说,手持修设都运用线性充电拓扑。该门径拥有诸多上风:低实践本钱、安排简捷以及无高频开合的无噪声运转。可是,线性拓扑会增添编造功耗,特别是当电池容量更高惹起的充电率增添的工夫。若是安排职员无法照料安排的散热题目,这就会成为一个厉重误差。

  当 PC USB 端口动作电源时,则会展示其他极少误差。当今正在很多便携式安排上都拥有 USB 充电选项,而且都可供给高达 500mA 的充电率。就线性处分计划而言,因为其效劳较低,能够从 PC USB 传输的“电能”量就被大大消浸,从而导致了充电年光过长。

  这即是开合形式拓扑有效武之地的出处。开合形式拓扑的厉重上风正在于效劳的普及。与线性稳压器差异,电源开合(或多个开合)正在饱和的区域内运转,其大大消浸了总体损耗。降压转换器中功率损耗的厉重囊括开合损耗(正在电源开合中)以及滤波电感中的 DC 损耗。凭据安排参数的差异,正在这些利用中展示效劳大大高于 95% 的境况就屡见不鲜了。

  当人们听到开合形式这个术语时大大都人都市思到大型 IC、大 PowerFET 以及超大型电感! 究竟上,固然对付惩罚数十安培电流的利用而言确实是云云,可是对付手持修设的新一代处分计划而言境况就不相似了。新一代单体锂离子开合形式充电器采用了第一流另表芯片集成,高于 1MHz 的运用频率以最幼化电感尺寸。图 1 证实了当今市集上已发轫出售的此类处分计划。该硅芯片的尺寸不到 4mm2,其集成了高侧和低侧 PowerFET。足球彩票,因为采用了 3MHz 开合频率,该处分计划哀求一个幼型 1μH 电感, 其表形尺寸仅为:2×2.5×1.2mm (WxLxH)。

  电池充电器用具使得安排职员抉择精确的充电器的进程更轻松。图 3 是 TI 网站上供给的一种用具的示例。如何寻求电池与充电管理中的最佳平衡点