Portativ məhsulun litium batareyasına necə nail olmaq olar

ليکڪ: آئي فلو پاور - Nešiojamų elektrinių tiekėjas

Xülasə: Bu məqalə portativ məhsul batareyalarına necə nail olmağı izah etmək üçün nümunələrdən istifadə edir. Açar sözlər: portativ məhsul; xətti tənzimləyici; buck-boost çeviricisi; cib telefonları, ağıllı telefonlar, rəqəmsal media pleyerləri və ya rəqəmsal kameralar kimi bir çox portativ məhsulda batareya inkişaf tendensiyası. Bu adətən daha çox funksiyalardan və daha mürəkkəb analoq sxemlərdən istifadə etməklə həyata keçirilir, lakin nəticə tətbiq dövrəsinin daha yüksək enerji istehlakıdır.

Yeni batareya tutumu artan enerji istehlakı tələblərinə cavab verə bilər, lakin bu, daha böyük tutumlu batareya və ya təkmilləşdirilmiş batareya texnologiyası olmalıdır. Adətən insanlar batareyanın ölçüsünü artırmağı seçməzlər, çünki xarici korpus məhduddur. Batareya texnologiyasının inkişafı və yeni texnologiyaların inkişafı eyni ölçülü səviyyənin yüksək güc tələblərinə cavab vermədiyi üçün daha təkmil güc idarəetmə sxemləri daha inkişaf etmiş olmalıdır.

Eyni zamanda, kiçik həllər tələbi bu problemi daha da çətinləşdirir. Əvvəllər tələbləri əldə etmək üçün bir neçə xətti tənzimləyicidən istifadə etmək kifayətdir. Bu tənzimləyicilər tələb olunan sistem gərginlik relsini göstərmək üçün birbaşa batareyaya bağlıdır.

Portativ məhsullarda istifadə olunan bir çox enerji idarəetmə vahidləri enerji istehlakına nəzarət etmək üçün yalnız bəzi xətti tənzimləyicilərdən istifadə etmişdir. Tətbiq edilən tipik batareya texnologiyası 3 NICD və ya NIMH batareya paketidir. Eyni zamanda, bu kimyəvi xüsusiyyətlər demək olar ki, hamısı bir litium-ion batareya ilə təmin edilmişdir, çünki bu litium-ion batareyaları daha yüksək performansa malikdir.

Bir çox tətbiqlərin cari tələbata yüksəlməsi ilə bəzi xətti tənzimləyicilər daha bahalı, lakin daha səmərəli pul çeviriciləri ilə əvəz edilmişdir. Prosessor nüvələri və I / O kimi bəzi güc relsləri adətən belə olur. Xətti tənzimləyici və pul çeviricisi çıxış gərginliyini yalnız onun giriş gərginliyi daha yüksək olduqda tənzimləyə bildiyindən, batareyanın gərginliyi proqramlaşdırılmış çıxış gərginliyinə endirilərsə, sistem sönür.

Xətti tənzimləyicinin minimum təzyiq düşməsi və ya endüktans və keçiddəki təzyiq düşmə marjası çıxış gərginliyinə əlavə edilməlidir. Buna görə də, litium-ion batareyadan tipik 3,3V gərginlikli dəmir yolu var və sistemin tipik batareya gərginliyi 3-dür.

4V. 3.0V-a boşaldılan elektrik enerjisi bu halda istifadə olunmayacaq.

Ölçmə göstərir ki, mövcud litium-ion batareyada qalan güc təxminən 10% təşkil edir. Yəni, bu qalan elektrikdən istifadə edə biləcək hər hansı bir enerji idarəetmə həlli, dollar çeviricisinin ayırdetmə effektivliyindən daha yüksək olduqdan sonra 10% səmərəliliyi çıxara bilməlidir. Başqa sözlə, batareyanın doldurulması üçün işləmə müddətini uzatmaq üçün 97% orta səmərəlilikdən istifadə edən hər hansı bir alternativ həll, bir dollar çeviricisinin ən azı 87% orta səmərəliliyindən daha çox işlədilməlidir.

Bu, bir çox qazanclı çevirici həllər üçün böyük bir problemdir. İqtisadi məqsədəuyğun həll üçün SEPIC və ya əks həllərin ümumi səmərəliliyi 85% maksimum diapazon. Bu səmərəliliyi əldə etmək üçün o, sinxron rektifikasiya kimi müxtəlif təkmilləşdirilmiş səmərəliliyin istifadə üsulunu nəzərdən keçirmişdir və bu həllin ölçüsü pul çeviricisindən daha böyükdür.

4 Switch Bucking - Boot Conversion Həmişə eyni vaxtda iki açar var, çox optimallaşdırılmış bir həlldə, çevrilmiş bu puldan istifadə etməklə eyni səmərəlilik (85%) olacaq. Buna görə də, bu nöqteyi-nəzərdən, bir dollar artırıcı çeviricidən istifadə işləmir və bu səbəbdən insanlar heç vaxt bu pul çeviricisindən istifadə etməyi düşünmürlər. Bununla belə, bəzi başqa çətinliklər də var.

Məsələn, mobil telefonlar məlumat ötürülməsi zamanı RF-PA-nı idarə etmək üçün yüksək cərəyan impulslarından istifadə edirlər. Bu impuls cərəyanları birbaşa batareyadan əldə edilə bilər ki, bu da batareyanın empedansında və batareya konnektorunda əlavə təzyiqin azalmasına səbəb ola bilər. Aşağı tədarük gərginliyi səbəbindən bu, cərəyan impulsu olduqda sistemin gərginlik monitorunun sistemi söndürməsinə səbəb ola bilər.

Telefonunuzdakı LED-lərə əsaslanan LED tətbiqləri və ya sabit diskinizi media pleyer proqramında işə salsanız, batareyaya oxşar təsir göstərəcəksiniz. Yaşlanma və ya aşağı temperatur nəticəsində batareyanın empedansının yeni artması bu problemləri daha ciddi hala gətirir. Bu halda, buck-boost çeviricisi əsas sistemin gərginlik relsindəki gərginliyin düşməsi ilə məşğul olmaq üçün istifadə edilə bilər.

Bu, sistemin daha sabit və etibarlı işləməsini təmin edir və batareyanın daha aşağı gərginlikli boşalmasına da icazə verilir. Bundan əlavə, batareya da təkmilləşdirilmişdir. Tipik olaraq, yeni batareya tutumu daha geniş çıxış gərginliklərinin istifadəsini müşayiət edəcəkdir.

Məsələn, gələcək litium-ion batareya texnologiyası ilə batareya 4,5 V-a qədər doldurula bilər və 2,3 V-a qədər boşaldıla bilər.

Batareyanın tutumunu istifadə olunmamış vəziyyətə gətirə bilən orta gərginlik 3.4V götürün. İnkişaf mərhələsində olan, 3-dən çox aşağı işləyəcək batareya texnologiyası da var.

4V (məsələn, Li-s). Bu halda, o, mütləq aşağı düşəcək - dönüşümü artırın. Bu problemi həll etməyin sadə yollarından biri daha yüksək sistem gərginlikli rels yaratmaqdır (məs.

məs., 5V) batareyanın kəsmə gərginliyindən yüksək olan bütün sistem gərginlik relslərini yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Bu iş daha böyük səmərəli gücləndirici çevirici və kaskad çeviricidən istifadə etməklə həyata keçirilə bilər.

Ümumi enerji çevrilmə səmərəliliyi asanlıqla 90%-dən çox ola bilər. Təəssüf ki, daha çox gücləndirici çeviricilər daha çox yerə ehtiyac duyur və adətən portativ əl cihazlarında belə yer yoxdur. Başqa bir seçim, birbaşa batareyadan sistem gərginlikli rels yaratmaq üçün buck-boost çeviricisindən istifadə etməkdir.

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, enerjinin çevrilməsinin səmərəliliyi rəqabət qabiliyyətli enerji idarəetmə həllinin dizaynında əsas amildir. Digər vacib amil həllin ölçüsüdür. Bunu nəzərə alaraq, Sepic və ya tərs topologiyaya əsaslanan pilləli-aşağı gücləndirici kommutasiya həlli uyğun deyil, çünki o, daha böyük həcmsiz passiv komponentlərdir və çox vaxt səmərəliliyi aşağıdır.

4 açarı istifadə edən tək induktiv həll bu tələblərə cavab vermək üçün ən böyük potensiala malikdir. Bununla belə, sadə bir sürücü metodunda, hər zaman eyni vaxtda işləyən iki açar var, lakin bu həlli yalnız səmərəliliyi qurban verməklə deyil, həm də endüktans və keçid ölçüsünün tələblərini yaxşılaşdıran istifadə edin, çünki axın var Bu komponentlər daha yüksək RMS cərəyanıdır. Bu açarların yalnız tərəfi idarə olunur, yəni ən yüksək effektivliyə nail olmaq üçün cihazı həmişə aşağı endirmə və ya gücləndirici çevirici ilə işlədir və aşağı RSM cərəyanı da ən kiçik həll ölçüsünü gətirir.

Bu halda, dollar və gücləndirici çevrilmə iki topologiyada ən yüksək səmərəli iş nöqtəsinə malikdir. Bu, səmərəlilik və təkan (TPS61020) və buck (TPS62046) çeviricisinin giriş gərginliyi əyrisinin əlaqə nümunəsində göstərilir. .