Rješenje za upravljanje litijumskim baterijama za prijenosnu opremu

Forfatter: Iflowpower – Fournisseur de centrales électriques portables

Važnost upravljanja baterijama je sama po sebi očigledna. Sve više i više proizvoda kreće se prema prenosivim smjerovima, koristeći neviđenu nezavisnost. Prije desetak godina, bežični telefon je prvi omogućio slobodu hodanja u kući.

Sada, prenosivi punjivi proizvodi omogućavaju ljudima da ostanu u kontaktu sa svojim porodicama dok ljudi putuju. Sve više proizvoda koristi punjive baterije, a sa smanjenjem obima proizvoda, složenost ovih proizvoda se stalno poboljšava. Sama baterija za punjenje se također mijenja, proizvođači baterija teže lansiranju novih proizvoda koji se prilagođavaju tržištima koja se brzo mijenjaju.

Napon baterije se dodaje, specifikacija oblika se mijenja, a gustoća energije također raste. Potrošačevo razumijevanje baterije je također duboko, oni moraju imati fleksibilnije, duže radno vrijeme, nižu cijenu i veću sigurnost. Microchip već dugi niz godina naporno radi na pojednostavljivanju dizajna sistema sa PIC mikrokontrolerima.

Trenutno, Microchip koristi ovu tehnologiju u liniji proizvoda za upravljanje baterijama kako bi pojednostavio i bolje upravljao sistemom punjenja. Metoda Prvo, tipičan sistem upravljanja baterijom podijeljen je na četiri modula punjenja, zaštite, mjerenja električne energije i sigurnosti: 1. Baterija zasnovana na sekundarnoj bateriji razlikuje se od baterije, a sekundarna baterija se puni nakon upotrebe.

Umjesto da bude odbačen kao baterija. Tipovi i algoritmi punjenja kruga za punjenje su različiti i napunjeni su na odgovarajući način za određene hemijske tipove baterija. Položaj punjača također treba biti odgovarajuće odabran.

Punjač je samostalna jedinica: je direktno punjenje pretvarača ili preko pretvarača; punjač je integrisan u sistem ili u bateriju; druga važna razmatranja uključuju vrijeme punjenja, temperaturni raspon i zahtjeve za buku. Microchip isporučuje razne proizvode za upravljanje punjenjem za linearne punjače jednostrukih ili dvostrukih litijum-jonskih/polimernih baterija. Izlazna buka linearnog punjača je niska, što je veoma važno za one koji šalju i primaju glas i podatke.

Dizajniran za visoku efikasnost, PS200 prekidač režima punjenja kontroler do 1MHz. Uključuje algoritam za punjenje litijum-jonskih baterija, nikl baterija i olovno-kiselinskih baterija. Budući da je dizajn punjača s prekidačem složeniji, Microchip je isporučio softverske alate za usmjeravanje dizajnera da izvedu IC konfiguraciju i dijagrame kola.

Za standardnu ​​industriju koja se isporučuje za proizvod punjača, drugo rješenje je korištenje IC brojila električne energije s kontrolerom punjenja. PS501 ima impulsno kolo za punjenje za kontrolu univerzalnog ulaza/izlaza, koji može postići ovaj zahtjev. Ova topologija pruža vrlo kompaktno i isplativo rješenje.

Dio za punjenje u sistemu je odvojen, a Microchip ima željeni algoritam za optimizaciju punjenja, uključujući maksimiziranje kapaciteta punjenja, skraćivanje vremena punjenja i čini da kupci postignu najbolje zadovoljstvo. 2. Zaštita Kada koristite litijum-jonsku/polimersku bateriju, mora se obezbediti zaštita jer prekomerno punjenje ili pregrijavanje mogu izazvati požar ili eksploziju.

Olovne baterije ili baterije od nikla ne moraju biti zaštićene, ali se često isporučuju za zaštitu kola kako bi se spriječilo oštećenje ili degradacija baterije. Glavni zaštitni krug je namjenski krug za otkrivanje da li je došlo do nesigurne situacije i da li je baterija isključena kako bi se spriječilo oštećenje prilikom otkrivanja nesigurne situacije. Sekundarni zaštitni krug sprječava nastavak punjenja i/ili pražnjenja baterije pod nesigurnim statusom.

U slučaju kvara glavnog zaštitnog kruga, može osigurati rezervnu zaštitu za sekundarni krug. Korisnik također može dodati novi nivo zaštite, kao što su hemijski osigurači, a hemijski osigurači mogu biti trajno zatvoreni kada drugi nivo zaštite zakaže. Namjenski sigurnosni IC se obično koristi za glavna zaštitna kola.

Što se tiče kola sekundarne zaštite i zaštite stabilnosti, IC za upravljanje baterijama je idealan, jer ne povećava troškove rješenja. MICORCHIP-ov mjerač električne energije, kao što su PS501 i PS810, može pratiti napon, napon baterije, struju i temperaturu svake baterije. Univerzalni ulaz/izlaz (GPIO) pin ima moćne funkcije konfiguracije, podešavanje i resetovanje svih mogućih električnih kvantitativnih uslova.

Ova fleksibilnost omogućava mjeraču električne energije da ispuni vrlo složene sigurnosne zahtjeve. 3. Količina mjerenja električne energije nije samo za praćenje struje koja teče iz baterije.

Precizno mjerenje snage treba da bude sistemski metod, sveobuhvatno razmotri tipične načine, okruženje i očekivanja kupaca. U idealnom slučaju, IC za upravljanje baterijom može pružiti dobre radne performanse korisniku, dok obezbjeđuje potrebne informacije sistemu kako bi napravio inteligentni odabir za poboljšanje performansi sistema. Inteligentni algoritmi za mjerenje električne energije mogu produžiti vrijeme rada sistema i vijek trajanja baterije i pružiti dodatnu sigurnost preciznim otkrivanjem pune tačke punjenja i potpunog pražnjenja.

Oni također otkrivaju i sprječavaju neravnotežu baterije i pregrijavanje. Ovi algoritmi se mogu prilagoditi u skladu sa uslovima sistema i mogu usporiti starenje baterije. Oni koriste konfigurabilni model ponašanja baterije kako bi osigurali ispravan gubitak uzrokovan samopražnjenjem i punjenjem.

Korisnici mogu prilagoditi ove algoritme tako da korisnici prihvataju samo povezane informacije, ali ne brinu o slučajnom isključivanju koje može dovesti do gubitka podataka. Microchipov mjerač snage ima poboljšanu funkciju, čineći mjerenje snage pouzdanijim. Isključivanje sistema u slučaju nezgode jedna je od najneugodnijih stvari kada koristite prijenosne uređaje, većina ljudi bi trebala osjećati isto.

To će smanjiti zadovoljstvo kupaca i uzrokovati značajan gubitak podataka i vremena i novca. Do neočekivanog isključivanja obično dolazi kada napon baterije padne na sistem podrške ispod. Kada se doda opterećenje, napon baterije će se smanjiti, posebno kada se linija pražnjenja završi, dodaje se nagib krivulje pražnjenja.

Kako bi spriječio slučajno gašenje, Microchip koristi algoritam zasnovan na informacijama o potrošnji energije prilikom isključivanja, kao što je prikazano u nastavku. Mjerač snage automatski odabire odgovarajuću tačku isključivanja kako bi osigurao da dovoljno preostale energije upozorava i čuva podatke za korisnika. Vremenom će se mijenjati i tačke isključivanja.

Starenjem baterije puni se kapacitet smanjuje, mijenja se i napon krivulje pražnjenja. Algoritam starenja može podesiti tačku isključivanja kako bi osigurao da će se energija gubiti starenjem baterije. 4.

Sistem sa odvojivom baterijom treba da koristi sigurnosne mere kako bi sprečio da sistem radi pod dizajnom nerazumne baterije. Ako sistem usvoji neorganizirane hemijske ćelije, prekomjerno ili preklapanje može uzrokovati nesigurna stanja. Ako ne koristite stabilne hemijske ćelije u skladu sa zahtjevima proizvođača, to može dovesti do smanjenja performansi i skraćenja vijeka trajanja.

Trenutačno se koristi trenutna jednostavna mehanička barijera, kao što je jedinstvena specifikacija oblika ili konektor i znak za čitanje iz baterije. Ali, nažalost, ove sigurnosne mjere se lako razbiju. Korisnici zaista žele fleksibilno rješenje na nivou sistema koje osigurava sigurnost korisnika, poboljšava performanse sistema i pruža dugoročnu pouzdanost.

Microchip isporučuje dobro rješenje za verifikaciju baterije, KeeloQ°Algoritam šifriranja, ovaj komprimirani 64-bitni algoritam za kodiranje može obezbijediti hardver KEELOQ algoritma za različite aplikacije koje isporučuju industrija, host i periferni uređaji. Danas se KeeloQ algoritam primjenjuje na različite sigurnosne sisteme, kao što su ključni sistemi kontrole pristupa (važne aplikacije u automobilskoj industriji). Kada koristite KeeloQ tehnologiju za verifikaciju baterije, sistem je domaćin, a baterija je periferna.

Sistem pohranjuje kod proizvođača i generator slučajnih brojeva. Kada se baterija napravi, jedinstveni serijski broj i ključ se generišu i pohranjuju u memoriju i neće se mijenjati. Kada je baterija povezana sa sistemom, sistem traži serijski broj i šalje 32-bitni šampion.

Baterija će dati odgovarajući serijski broj i dati 32-bitni odgovor. Zbog širokog spektra sistema za upravljanje baterijama, Microchip koristi KeelOQ tehnologiju u svojim proizvodima za upravljanje baterijama i mnogim PIC mikrokontrolerima. Kada koristite Microchip tajming napajanja u baterijskom paketu, nema potrebe za dodatnim hardverom da bi se osigurala funkcija sistema.

Ako u bateriji nema mjerača snage, možete koristiti PIC mikrokontroler kao KeeloQ periferni hardver. Host hardver koji podržava KeeloQ tehnologiju uključuje procesore, električne kvantitete i punjače. .