Cumu uttene una batteria di lithium di produttu portatile

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Mea Hoolako Uku Uku

Abstract: Questu articulu usa istanze per spiegà cumu uttene batterie di produttu portatili. Parolle chjave: pruduttu portable; regulatore lineare; convertitore buck-boost; batteria in parechji prudutti portable cum&39;è i telefunini, i telefoni intelligenti, lettori media digitale, o càmera digitale Tendenza di sviluppu. Questu hè generalmente implementatu utilizendu alcune di e più funzioni è circuiti analogichi più cumplessi, ma u risultatu hè un cunsumu d&39;energia più altu di u circuitu di l&39;applicazione.

Per a nova capacità di a bateria pò risponde à i bisogni di u cunsumu di energia crescente, ma questu deve esse una batteria di capacità più grande o una tecnulugia di batteria mejorata. Di solitu, a ghjente ùn sceglie micca di aumentà a dimensione di a bateria, perchè a carcassa esterna hè limitata. Siccomu l&39;avanzamentu di a tecnulugia di a bateria è u sviluppu di e tecnulugia novi ùn scontranu micca i bisogni d&39;alta putenza di u listessu livellu di dimensione, i circuiti di gestione di u putere più avanzati duveranu esse più avanzati.

À u listessu tempu, a dumanda di suluzioni chjuche rende sta sfida più difficiule. In u passatu, per ottene e esigenze, simpricimenti aduprà parechji regulatori lineari. Questi regulatori sò direttamente cunnessi à a bateria per vede a linea di tensione di u sistema necessariu.

Parechje unità di gestione di l&39;energia usate in i prudutti portatili anu utilizatu solu alcuni regulatori lineari per cuntrullà u cunsumu di energia. A tecnulugia tipica di a bateria chì hè stata applicata hè 3 batterie NICD o NIMH. À u listessu tempu, sti pruprietà chimichi sò stati quasi tutti da una sola batteria di lithium-ion perchè sti batterie di lithium-ion anu un rendimentu più altu.

Cù parechje applicazioni chì crescenu à a dumanda attuale, alcuni regulatori lineari sò stati rimpiazzati da cunvertitori buck più caru ma più efficaci. Alcune di i rails di putenza cum&39;è i kernels di processore è I / O sò generalmente cusì. Siccomu u regulatore lineale è u cunvertitore buck ponu solu aghjustà a tensione di output quandu a so tensione d&39;ingressu hè più alta, se a tensione di a bateria hè abbassata à a tensione di output programata, u sistema hè disattivatu.

A caduta di pressione minima di u regulatore lineare o u margine di caduta di pressione nantu à l&39;induttanza è l&39;interruttore deve esse aghjuntu à a tensione di output. Dunque, ci hè un tipicu rail di tensione di 3.3V da una batteria di lithium-ion, è a tensione tipica di a bateria di u sistema hè 3.

4V. L&39;elettricità restante chì si trova quandu hè scaricata à 3.0V ùn serà micca aduprata in questu casu.

A misurazione mostra chì a putenza restante in l&39;attuale batteria di lithium ion hè di circa 10%. Vale à dì, ogni suluzione di gestione di l&39;energia chì pò usà sta energia elettrica restante deve esse capace di sottrae 10% di efficienza dopu à una efficienza di risuluzione di u convertitore buck più altu. In altri palori, ogni soluzione alternativa chì utilizeghja 97% di efficienza media di un convertitore buck deve esse operatu almenu una più di 87% di efficienza media per allargà u tempu di esecuzione per a carica di una batteria.

Questa hè una sfida tamanta per parechje soluzioni di cunvertitore buck-boost. Efficienza generale di SEPIC o soluzioni inverse per una soluzione economica viable 85% range massimu. Per ottene sta efficienza, hà cunsideratu un metudu di utilizà una varietà di efficienza mejorata, cum&39;è a rectificazione sincrona, è a dimensione di sta suluzione hè più grande di u convertitore buck.

4 Switch Bucking - Boot Conversion Ci hè sempre dui switch simultaneamente cambia, in una suluzione assai ottimisata, utilizendu stu buck cunvertitu averà a listessa efficienza (85%). Dunque, da stu puntu di vista, aduprate un cunvertitore buck-boost ùn funziona micca, è hè ancu per quessa chì a ghjente ùn hà mai pensatu à utilizà stu convertitore buck. Tuttavia, ci sò altre sfide.

Per esempiu, i telefoni cellulari utilizanu impulsi di corrente alta durante a trasmissione di dati per guidà a so RF-PA. Sti currenti di impulsu pò esse acquistatu direttamente da a bateria, chì pò causà una caduta di pressione supplementaria nantu à l&39;impedenza di a bateria è u cunnessu di a bateria. A causa di tensioni di furnimentu bassu, questu pò causà u monitor di tensione di u sistema per spegne u sistema quandu ci hè un impulsu attuale.

L&39;applicazioni LED basate nantu à i LED in u vostru telefunu, o cumincianu u vostru discu duru in a vostra applicazione media player, avete un impattu simili nantu à a bateria. A causa di l&39;anziane o a bassa temperatura risultati in u novu aumentu di l&39;impedenza di a bateria rende questi prublemi più serii. In questu casu, u convertitore buck-boost pò esse usatu per trattà a caduta di tensione di u rail di tensione di u sistema chjave.

Questu rende u sistema più stabile è affidabile, è a scaricazione di tensione di a bateria hè ancu permessa. Inoltre, a bateria hè ancu migliurata. Di genere, a nova capacità di a bateria accumpagna l&39;usu di una gamma più larga di tensioni di output.

Per esempiu, cù a futura tecnulugia di batterie di lithium ion, a bateria pò esse caricata finu à 4,5 V, è pò esse scaricata finu à 2,3 V.

Pigliate un voltage mediu 3.4V, chì pò fà chì a capacità di a bateria hè in un statu micca utilizatu. Ci sò dinù tecnulugia batterie chì hè in u stadiu di sviluppu, vi travaglià bè sottu 3.

4V (per esempiu, Li-s). In stu casu, sarà di sicuru scendinu - spinta cunversione. Un modu simplice per risolve stu prublema hè di generà un rail di tensione di u sistema più altu (es.

g., 5V) chì pò esse usatu per generà tutti i rails di tensione di u sistema, chì sò più altu ch&39;è a tensione di cutoff di a bateria. Stu travagliu pò esse fattu usendu un cunvertitore di spinta efficaci più grande è cunvertitore in cascata.

L&39;efficienza di cunversione di u putere tutale pò facilmente ghjunghje à più di 90%. Sfortunatamente, i cunvertitori di più boost necessitanu più spaziu, è di solitu ùn anu micca tali spaziu in i dispositi portatili. Un&39;altra opzione hè di utilizà un convertitore buck-boost per generà un rail di tensione di u sistema direttamente da a bateria.

Cumu l&39;esitatu sopra, l&39;efficienza di cunversione di l&39;energia hè un fattore chjave in u disignu di una soluzione competitiva di gestione di l&39;energia. Un altru fattore impurtante hè a dimensione di a suluzione. In cunsiderà questu, una soluzione di commutazione step-down-boosting basatu in Sepic o topologia inversa ùn hè micca adattatu perchè hè più grande cumpunenti passivi senza volumi, è hè spessu bassu in efficienza.

Una solu suluzione induttiva cù 4 switches hà u più grande potenziale per risponde à questi requisiti. Tuttavia, in un mètudu sèmplice driver, ci sò dui switches in ogni mumentu in u funziunamentu à u listessu tempu, ma aduprà sta suluzione ùn solu sacrificà efficienza, ma dinù migliuratu i bisogni di inductance è taglia switch, perchè ci hè flussu attraversu Sti cumpunenti sò più altu RMS currenti. Solu u latu di questi switches hè solu guidatu, chì significa chì sempre u dispusitivu cumanda cun un convertitore step-down o boost per ottene a più alta efficienza, è u currente RSM più bassu porta ancu a dimensione di suluzione più chjuca.

In questu casu, a cunversione buck and boosting anu u puntu di travagliu più altu di efficienza in dui topologies. Questu hè mostratu in l&39;esempiu di relazione di l&39;efficienza è di spinta (TPS61020) è buck (TPS62046) a curva di tensione di ingressu di u cunvertitore mostrata questu. .