Solución de gestión de baterías de litio para equipos portátiles

Awdur: Iflowpower - Proveedor de centrales eléctricas portátiles

La importancia de la gestión de la batería ha sido evidente. Cada vez más productos se orientan hacia la portabilidad, con una independencia sin precedentes. Hace doce años, el teléfono inalámbrico proporcionó por primera vez la libertad de caminar por la casa.

Ahora, los productos portátiles recargables permiten a las personas mantenerse en contacto con sus familias mientras viajan. Cada vez más productos utilizan baterías recargables y, a medida que disminuye el volumen de productos, la complejidad de estos productos mejora constantemente. La carga de la batería en sí también está cambiando, los fabricantes de baterías se esfuerzan por lanzar nuevos productos que se adapten a mercados que cambian rápidamente.

Se agrega el voltaje de la batería, se cambia la especificación de forma y la densidad de energía también aumenta. La comprensión de los consumidores sobre la batería también es muy profunda: deben tener mayor flexibilidad, horarios de trabajo más largos, menores costes y mayor seguridad. Microchip ha estado trabajando duro para simplificar el diseño de sistemas con microcontroladores PIC durante muchos años.

Actualmente, Microchip está utilizando esta tecnología en la línea de productos de gestión de baterías para simplificar y gestionar mejor el sistema de carga. Método En primer lugar, un sistema típico de gestión de baterías se divide en cuatro módulos: carga, protección, medición de electricidad y seguridad: 1. El paquete de batería basado en la batería secundaria es diferente de un paquete de batería, y el paquete de batería secundaria se carga después de su uso.

En lugar de desecharse como una batería. Los tipos y algoritmos de carga del circuito de carga son variados y se cargan adecuadamente para tipos químicos específicos de baterías. La posición del cargador también debe seleccionarse adecuadamente.

El cargador es una unidad independiente: es la carga directa del convertidor o a través del convertidor; el cargador está integrado dentro del sistema o dentro del paquete de baterías; otras consideraciones importantes incluyen el tiempo de carga, el rango de temperatura y los requisitos de ruido. Microchip suministra una variedad de productos de gestión de carga para cargadores lineales de paquetes de baterías de polímero/ion de litio simples o dobles. El ruido de salida del cargador lineal es bajo, lo que es muy importante para quienes envían y reciben voz y datos.

Diseñado para alta eficiencia, controlador de carga de modo conmutado PS200 de hasta 1 MHz. Incluye algoritmo para la carga de baterías de iones de litio, baterías de níquel y baterías de plomo-ácido. Dado que el diseño del cargador de conmutación es más complicado, Microchip ha suministrado herramientas de software para guiar a los diseñadores en la configuración de circuitos integrados y diagramas de circuitos.

Para el producto cargador suministrado al sector estándar, otra solución es utilizar el IC del medidor de electricidad con un controlador de carga. El PS501 tiene un circuito de carga de pulsos para controlar la entrada/salida universal, lo que puede lograr este requisito. Esta topología proporciona una solución muy compacta y rentable.

La parte de carga del sistema está separada y Microchip tiene el algoritmo deseado para optimizar la carga, incluida la maximización de la capacidad de carga, acortando el tiempo de carga y logrando la mejor satisfacción de los clientes. 2. Protección Al utilizar una batería de iones de litio/polímero, se debe suministrar protección porque la sobrecarga o el sobrecalentamiento pueden provocar un incendio o una explosión.

Las baterías de plomo-ácido o de níquel no necesitan protección, pero a menudo se suministran para proteger los circuitos y evitar daños o degradación de la batería. El circuito de protección principal es un circuito dedicado a detectar si se ha producido una situación insegura y la batería se apaga para evitar daños al detectar una situación insegura. El circuito de protección secundario evita que la batería continúe cargándose y/o descargándose en estados inseguros.

En caso de fallo del circuito de protección principal, puede suministrar protección de respaldo para el circuito secundario. El usuario también puede agregar un nuevo nivel de protección, como fusibles químicos, y los fusibles químicos pueden cerrarse permanentemente cuando falla el otro nivel de protección. El CI de seguridad dedicado generalmente se utiliza para los circuitos de protección principales.

Respecto a los circuitos de protección secundaria y protección de estabilidad, los CI de gestión de batería son ideales, porque no añaden costes a las soluciones. Los medidores de electricidad de MICORCHIP, como PS501 y PS810, pueden monitorear el voltaje, el voltaje del paquete de baterías, la corriente y la temperatura de cada batería. El pin de entrada/salida universal (GPIO) tiene potentes funciones de configuración, configuración y restablecimiento de cualquier posible condición cuantitativa eléctrica.

Esta flexibilidad permite que el medidor de electricidad cumpla con requisitos de seguridad muy complejos. 3. La cantidad de medición de electricidad no se utiliza únicamente para monitorear la corriente que sale del paquete de baterías.

La medición precisa de la energía debe ser un método de sistema que considere de forma integral las formas típicas, el entorno y las expectativas del cliente. Idealmente, el IC de gestión de batería puede brindar un buen rendimiento de trabajo al usuario, al mismo tiempo que suministra la información requerida al sistema para que realice una selección inteligente para mejorar el rendimiento del sistema. Los algoritmos de medición de electricidad inteligente pueden extender el tiempo de funcionamiento del sistema y la vida útil de la batería, y brindar seguridad adicional al detectar con precisión el punto de carga completa y el punto de descarga completa.

También detectan y previenen el desequilibrio y el sobrecalentamiento de la batería. Estos algoritmos se pueden ajustar según las condiciones del sistema y pueden ralentizar el envejecimiento de la batería. Utilizan el modelo configurable del comportamiento de la batería para garantizar que la pérdida causada por la autodescarga y la carga se realicen correctamente.

Los clientes pueden personalizar estos algoritmos para que los usuarios solo acepten información relacionada, pero no se preocupen por el apagado accidental que puede provocar la pérdida de datos. El medidor de potencia de Microchip tiene una función mejorada, lo que hace que la medición de potencia sea más confiable. El apagado accidental del sistema es una de las cosas más desagradables al utilizar dispositivos portátiles, la mayoría de las personas deberían sentir lo mismo.

Reducirá la satisfacción del cliente y provocará una pérdida significativa de datos, tiempo y dinero. El apagado inesperado generalmente ocurre cuando el voltaje de la batería cae al sistema de soporte que se encuentra debajo. Cuando se agrega la carga, el voltaje de la batería disminuirá, especialmente cuando finalice la línea de descarga, se agrega la pendiente de la curva de descarga.

Para evitar un apagado accidental, Microchip utiliza un algoritmo basado en la información de demanda de energía durante el apagado, como se muestra a continuación. El medidor de potencia selecciona automáticamente el punto de apagado adecuado para garantizar que haya suficiente energía residual, alerta y guarda datos para el usuario. Con el tiempo, los puntos de apagado también cambiarán.

Con el envejecimiento de la batería, la capacidad total disminuye y el voltaje de la curva de descarga también cambia. El algoritmo de envejecimiento puede ajustar el punto de apagado para garantizar que la energía se desperdicie con el envejecimiento de la batería. 4.

El sistema con el paquete de batería desmontable debe utilizar medidas de seguridad para evitar que el sistema funcione con un diseño de batería irrazonable. Si el sistema adopta celdas químicas no organizadas, el exceso o la superposición pueden provocar estados inseguros. Si no utiliza celdas químicas de estado estable de acuerdo con los requisitos del fabricante, puede producirse una disminución del rendimiento y una vida útil más corta.

Actualmente se utiliza la barrera mecánica más simple, como una especificación de forma única o un conector, y una señal de lectura de señal desde la batería. Pero, lamentablemente, estas medidas de seguridad se rompen fácilmente. Lo que realmente quieren los usuarios es una solución flexible a nivel de sistema que garantice la seguridad del usuario, mejore el rendimiento del sistema y proporcione confiabilidad a largo plazo.

Microchip ofrece una buena solución para la verificación de baterías: KeeloQ°Algoritmo de cifrado, este algoritmo de codificación comprimido de 64 bits puede proporcionar el hardware del algoritmo KEELOQ para diversas aplicaciones suministradas por la industria, el host y los periféricos. Hoy en día, el algoritmo KeeloQ se ha aplicado a diversos sistemas de seguridad, como los sistemas de control de acceso con llave (aplicaciones importantes en la industria automotriz). Al utilizar la tecnología KeeloQ para la verificación de la batería, el sistema es un host y la batería es un periférico.

El sistema almacena el código del fabricante y un generador de números aleatorios. Cuando se fabrica la batería, se generan un número de serie y una clave únicos que se almacenan en la memoria y no se modifican. Cuando la batería se conecta al sistema, el sistema solicita un número de serie y envía un campeón de 32 bits.

La batería proporcionará el número de serie correspondiente y dará una respuesta de 32 bits. Debido a la amplia variedad de sistemas de gestión de baterías, Microchip utiliza la tecnología KeelOQ en sus productos de gestión de baterías y en muchos microcontroladores PIC. Al utilizar los tiempos de alimentación de Microchip en el paquete de baterías, no es necesario contar con hardware adicional para que funcione la seguridad del sistema.

Si no hay un medidor de potencia en el paquete de baterías, puede utilizar el microcontrolador PIC como un hardware periférico KeeloQ. El hardware host que admite la tecnología KeeloQ incluye procesadores, magnitudes eléctricas y cargadores. .