可充電電池應用
發布時間:2023-07-13 來源:亞德諾半導體 責任編輯:lina
【導讀】不bu可ke充chong電dian電dian池chi應ying用yong適shi用yong於yu僅jin偶ou爾er使shi用yong電dian源yuan的de應ying用yong,即ji設she備bei在zai返fan回hui深shen度du睡shui眠mian模mo式shi之zhi前qian偶ou爾er通tong電dian,在zai該gai模mo式shi下xia,設she備bei消xiao耗hao的de電dian量liang少shao。使shi用yong它ta作zuo為wei電dian源yuan的de主zhu要yao優you點dian是shi它ta提ti供gong了le高gao能neng量liang密mi度du和he更geng簡jian單dan的de設she計ji,因yin為wei您nin不bu需xu要yao容rong納na電dian池chi充chong電dian/管理電路,並且成本更低,因為電池更便宜並且需要更少的電子設備。它們非常適合低成本、低功耗應用。然而,由於電池的使用壽命有限,它們不太適合功耗稍高的應用。
不bu可ke充chong電dian電dian池chi應ying用yong適shi用yong於yu僅jin偶ou爾er使shi用yong電dian源yuan的de應ying用yong,即ji設she備bei在zai返fan回hui深shen度du睡shui眠mian模mo式shi之zhi前qian偶ou爾er通tong電dian,在zai該gai模mo式shi下xia,設she備bei消xiao耗hao的de電dian量liang少shao。使shi用yong它ta作zuo為wei電dian源yuan的de主zhu要yao優you點dian是shi它ta提ti供gong了le高gao能neng量liang密mi度du和he更geng簡jian單dan的de設she計ji,因yin為wei您nin不bu需xu要yao容rong納na電dian池chi充chong電dian/管理電路,並且成本更低,因為電池更便宜並且需要更少的電子設備。它們非常適合低成本、低功耗應用。然而,由於電池的使用壽命有限,它們不太適合功耗稍高的應用。
kaolvjuyouxuduojiediandedaxingwulianwanganzhuang。dangninyouyimingjishurenyuanxianchanggenghuanyitaishebeidedianchishi,tongchanghuixinggenghuansuoyoudianchi,yijieshengrengongchengben。dangran,zheshiyizhonglangfei,zhihuijiajufeiwuwenti。zhongyaodeshi,bukechongdiandianchijintigongzhizaotamensuoyongdianlideyue 2%。約 98% 的能源被浪費,使其成為非常不經濟的能源。
xianran,zhexiequeshizaijiyuwulianwangdeyingyongzhongzhanyouyixizhidi。tamenxiangduijiaodidechushichengbenshiqichengweidigonghaoyingyongdelixiangxuanze。youxuduobutongdeleixinghechicunkegongxuanze,bingqieyouyutamenbuxuyaotaiduoewaidedianzishebeilaichongdianhuoguanli,yincitamenshiyigejiandandejiejuefangan。
從(cong)設(she)計(ji)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)看(kan),關(guan)鍵(jian)的(de)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)這(zhe)些(xie)電(dian)源(yuan)提(ti)供(gong)的(de)能(neng)量(liang)。為(wei)此(ci),製(zhi)定(ding)電(dian)力(li)預(yu)算(suan)計(ji)劃(hua)以(yi)確(que)保(bao)限(xian)度(du)地(di)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao),其(qi)中(zhong) 10 年是常見的使用壽命目標。
對於電池應用,ADI 毫微功耗係列產品中的兩個部件值得考慮:LTC3337 毫微功耗庫侖計數器和 LTC3336 毫微功耗降壓穩壓器,如圖 1 所示。
LTC3336 是一款低功耗 DC-DC 轉換器,采用高達 15V 的輸入電壓運行,具有可編程峰值輸出電流水平。輸入電壓可低至 2.5V,非常適合電池供電的應用。
空載調節時靜態電流極低,僅為 65 nA。隨著 DC-DC 轉換器的發展,它很容易在新設計中設置和使用。輸出電壓根據 OUT0 至 OUT3 引腳的連接方式進行編程。
LTC3336 的配套器件是 LTC3337,這是一款毫微功耗主電池健康狀況監視器和庫侖計數器。這是另一個易於在新設計中使用的器件 — 隻需根據所需的峰值電流(在 5mA 至 100mA 範圍內)連接 IPK 引腳即可。根據您選擇的電池運行一些計算,然後根據數據表中注明的所選峰值電流填充建議的輸出上限。
對dui於yu功gong耗hao預yu算suan有you限xian的de物wu聯lian網wang應ying用yong來lai說shuo,這zhe是shi一yi個ge的de設she備bei組zu合he。這zhe些xie部bu件jian既ji可ke以yi準zhun確que監jian控kong主zhu電dian池chi的de能neng量liang使shi用yong情qing況kuang,又you可ke以yi有you效xiao地di將jiang輸shu出chu轉zhuan換huan為wei可ke用yong的de係xi統tong電dian壓ya。
圖 1:LTC3337 和 LTC3336 應用電路
讓rang我wo們men繼ji續xu討tao論lun可ke充chong電dian應ying用yong程cheng序xu。對dui於yu無wu法fa頻pin繁fan更geng換huan主zhu電dian池chi的de高gao功gong率lv或huo高gao耗hao電dian物wu聯lian網wang應ying用yong來lai說shuo,這zhe是shi一yi個ge不bu錯cuo的de選xuan擇ze。由you於yu電dian池chi和he充chong電dian電dian路lu的de初chu始shi成cheng本ben,可ke充chong電dian電dian池chi應ying用yong是shi一yi種zhong成cheng本ben較jiao高gao的de實shi施shi方fang案an,但dan在zai電dian池chi頻pin繁fan耗hao盡jin和he充chong電dian的de高gao耗hao電dian應ying用yong中zhong,成cheng本ben是shi合he理li的de並bing且qie很hen快kuai就jiu能neng收shou回hui。
根gen據ju所suo使shi用yong的de化hua學xue物wu質zhi,可ke充chong電dian電dian池chi應ying用yong的de初chu始shi能neng量liang可ke能neng比bi原yuan電dian池chi低di,但dan從cong長chang遠yuan來lai看kan,它ta是shi更geng有you效xiao的de選xuan擇ze,總zong體ti上shang浪lang費fei更geng少shao。根gen據ju電dian力li需xu求qiu,另ling一yi種zhong選xuan擇ze是shi電dian容rong器qi或huo超chao級ji電dian容rong器qi存cun儲chu,但dan這zhe些xie更geng適shi合he短duan期qi備bei份fen存cun儲chu。
電池充電涉及多種不同的模式和配置文件,具體取決於所使用的化學物質。例如,鋰離子電池充電曲線如圖 2 所示。底部是電池電壓,縱軸是充電電流。
圖 2:充電電流與電池電壓
圖 3:充電電壓/電流與時間的關係
當電池嚴重放電時,如圖2左側所示,充電器需要足夠聰明,將其置於預充電模式,以緩慢地將電池電壓增加到安全水平,然後再進入恒流模式。
在恒流模式下,充電器將編程電流推入電池,直到電池電壓升至編程浮動電壓。
編程電流和電壓均由所使用的電池類型定義-充電電流受 C 速(su)率(lv)和(he)所(suo)需(xu)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)的(de)限(xian)製(zhi),浮(fu)動(dong)電(dian)壓(ya)基(ji)於(yu)對(dui)電(dian)池(chi)安(an)全(quan)的(de)電(dian)壓(ya)。如(ru)果(guo)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao),係(xi)統(tong)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)可(ke)以(yi)稍(shao)微(wei)降(jiang)低(di)浮(fu)動(dong)電(dian)壓(ya),以(yi)幫(bang)助(zhu)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。
當達到浮動電壓時,充電電流降至零,並且根據終止算法將該電壓保持一段時間。
圖 3 tigonglesandanyuanyingyongchengxudebutongtubiao,xianshilesuishijianbianhuadexingwei。dianchidianyaxianshiweihongse,chongdiandianliuxianshiweilanse。tayihengliumoshiqidong,dianliudadaofengzhi 2A,直到電池電壓達到 12.6V 恒壓閾值。充電器在終止計時器定義的時間內保持該電壓 — 在本例中為四小時窗口。該時間在許多充電器部件上都是可編程的。
有關電池充電以及一些有趣產品的更多信息,請閱讀模擬對話文章“適用於任何化學物質的簡單電池充電器 IC ”。
圖 4 顯示了多功能降壓電池充電器 LTC4162 的示例,該充電器可提供高達 3.2A 的充電電流,適用於多種應用,包括便攜式儀器和需要更大電池或多節電池的應用。它還可以用於通過太陽能充電。
圖 4:LTC4162,一款 3.2A 降壓電池充電器
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