Cómo diseñar baterías portátiles

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No se trata solo de equipos de entretenimiento portátiles y productos portátiles, sino que también se utilizan en productos ecológicos, como sistemas fotovoltaicos, PV, EVEM (vehículos eléctricos, EV), etc. Además de la seguridad, el costo y el tamaño, se maximiza y extiende el tiempo de funcionamiento de la batería, y el diseño del sistema de energía de la batería también es extremadamente importante. Con el aumento de la tecnología de baterías utilizada para impulsar el uso portátil, seleccione el enfoque apropiado para descargar y cargar la batería recargable.

Este artículo primero revisa la estrategia general de batería adecuada para uso portátil y luego analiza la administración de energía y el diseño de circuitos de administración de batería utilizando los métodos de procesamiento integrado actuales. Tecnología de baterías importante La tecnología de baterías se puede dividir simplemente en dos categorías: tipo no recargable y tipo recargable. La batería no recargable se utiliza después de su uso, llamándose batería desechable.

Las pilas alcalinas son las pilas desechables domésticas más comunes. También se encuentran en el mercado pilas alcalinas recargables, aunque no se tratan en este artículo. Las baterías alcalinas típicas tienen un voltaje de flotación de aproximadamente 1.

5 V a 1,65 V. El voltaje nominal es 1.

2V. El voltaje al final de la vida útil es de aproximadamente 0,9 V.

El voltaje al final de la vida útil de una sola batería alcalina puede ser tan bajo como 0,7 V-0,8 V.

, Detallado dependiendo de la corriente de carga. La Tabla 1 muestra algunas configuraciones comunes de baterías alcalinas. Algunos usos se pueden realizar en una variedad de configuraciones, dependiendo del perfil del producto, los requisitos del sistema, los métodos de procesamiento disponibles y los cálculos de energía.

Por ejemplo, el rango de voltaje operativo de algunos métodos de procesamiento de mouse fotovoltaico inalámbrico es de 1,8 V a 3,2 V.

El ratón utiliza la batería alcalina configurada para la serie 2 para funcionar correctamente sin una fuente de alimentación reguladora adicional. Si desea un diseño de mouse muy compacto, entonces es posible que 2 baterías alcalinas AA / AAA no sean adecuadas. En este caso, se puede utilizar una sola batería alcalina AA / AAA para reducir el espacio de ocupación, pero el voltaje se eleva a 1.

8 V con convertidor elevador. Tabla 1: Comparación de configuraciones de baterías alcalinas La batería recargable se considera una batería secundaria y la cantidad de energía se puede restaurar al estado original cada vez que se usa hasta que se agote la vida útil de la batería. En este artículo se describirá un ejemplo con una batería de iones de litio (Li-ION), una batería de polímero de litio (Li-poly) y baterías de níquel-hidrógeno (NIMH).

Las baterías NiMH son buenas alternativas a las baterías alcalinas porque su forma y voltaje de funcionamiento son similares a los de las baterías alcalinas. Una desventaja de las baterías de níquel-hidrógeno tradicionales es que la tasa de autodescarga es alta (alrededor del 20% por mes, como se muestra en la Tabla 2), pero hay un fabricante de baterías líder que ha superado esta difícil relación, su serie de baterías de níquel-hidrógeno lanzada se mecaniza 12 meses después mantiene al menos el 85% de capacitancia. Restaurar la cantidad de electricidad de la batería de níquel-hidrógeno tiene un tratamiento simple y de bajo costo, pero el cargador incorporado que utiliza un método de carga de corte dual (especificado por la corriente de carga y el entorno de trabajo) logrará un rendimiento óptimo.

El método de carga de doble corte combina las características de los aumentos de temperatura con el tiempo y el voltaje a lo largo del tiempo (o sin cambios). Tabla 2: Comparación de las propiedades químicas de la batería La batería de iones de litio se considera actualmente una tecnología de batería madura, que se ha utilizado ampliamente en teléfonos móviles y automóviles, en comparación con hace diez años, que es menor y de mejor rendimiento. Al diseñar sistemas de baterías de múltiples secciones, una batería con un solo voltaje nominal es 3.

6 V tiene una gran ventaja, que puede reducir el número de segmentos de la batería en 2/3. Las baterías de iones de litio por su alta calidad y volumen de densidad energética las hacen adecuadas para múltiples usos portátiles, como reproductores multimedia personales o auriculares inalámbricos Bluetooth. Sin embargo, es necesario suministrar circuitos de protección para minimizar los peligros (como sobrecarga o sobrecalentamiento) que pueden ocasionar las baterías de iones de litio.

La batería de iones de litio tiene una vida útil relativamente larga (se puede cargar entre 500 y 1.000 veces), si se carga todos los días es necesario cambiarla después de 12 años. Diseñar un sistema razonable de gestión de energía de batería de iones de litio prolongará la vida útil de la batería y mejorará la confiabilidad de todo el sistema. .