Método de carga de baterías de iones de litio para almacenar enerxía

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - პორტატული ელექტროსადგურის მიმწოდებელი

En comparación coas tecnoloxías antigas, como o níquel-cadmio, a tecnoloxía química das baterías de ión-litio mellora moito a densidade de enerxía dos equipos portátiles e segue o tempo de funcionamento normal destes sistemas cando se realiza a carga única. A relación de autodescarga da batería de iones de litio é a metade de hidruros metálicos de níquel-cadmio e níquel, o que tamén axuda á vida útil, permite que o equipo se cargue, para que os clientes non teñan que comprar antes de usar. A desvantaxe dos ións de litio é máis complexa que a antiga tecnoloxía que a química inicial.

Non obstante, pódese utilizar unha xestión cautelosa para maximizar a entrega de enerxía dos ións de litio, non só proporcionar unha mellor experiencia, senón que tamén che permite reducir o teu deseño para usar baterías máis pequenas. Dado que a batería representa unha proporción significativa no tamaño e peso do dispositivo portátil, é destacable substituír un circuíto de carga por outro circuíto de carga. O problema clave das baterías de ión-litio é porque son moi sensibles á carga excesiva, porque unha tensión demasiado alta pode causar estrés material, acurtando así a vida útil da batería.

Se a carga supera a tensión de 4,2 V por batería, tamén traerán riscos de seguridade. Os circuítos de carga de baixo custo pódense sobrecargar porque a batería non alcanza o límite real.

Usan as chamadas estratexias de carga e execución, esta estratexia ten a vantaxe de que se ve rápido. Esta estratexia utiliza as características da curva de carga de ións de litio, que se pode dividir en catro etapas clave. A primeira fase utiliza unha corrente constante para alimentar a batería.

Coa batería, a súa tensión é máis ou menos lineal. A tensión está aplanada nas proximidades do pico, momento no que o cargador pode parar. Non obstante, só preto do 85% carga neste momento, o que fai que o tempo de uso sexa baixo en teoría.

Ademais, por razóns de seguridade, a tensión de corte normalmente se establece por debaixo da tensión máxima, o que reduce aínda máis a carga máxima aplicada á batería. A tensión de corte é de 3,8 V en lugar do máximo típico de 4.

2V, polo que o 60% da capacidade da batería está dispoñible. O resto da carga realízase durante a fase de saturación ou tensión constante. Aínda que o cargador rápido pode reducir o tempo necesario para chegar á fase de saturación engadindo corrente de carga, isto ten como efecto estender a fase de saturación e xestionar con coidado e precisión a fase de saturación para protexerse do estrés.

Figura 1: fase de carga das baterías de iones de litio, incluídas as fases de axuste térmico en condicións de alta temperatura. É difícil probar a batería chea de desbordamento, polo que o tempo ou o nivel actual úsase como proxy para indicar que a batería estivo preto de completar a carga. Normalmente, a carga de saturación é dunhas dúas horas, proporcionando así un tempo razoable.

Durante a carga de saturación, o índice actual diminúe. Cando a corrente alcanza aproximadamente o 3% do nivel utilizado na primeira fase, a batería considérase xeralmente cargada completamente e o proceso pode deterse. A tensión utilizada durante a carga saturada axústase ao un por cento ou mellor.

Os circuítos que realizan unha carga saturada poden usar probas de corrente e prensa para xestionar procesos para garantir que a enerxía se cortará despois dun período de tempo e que o litio metálico acumúlase, producindo un incendio. A temperatura tamén é útil para controlar a carga. Na primeira etapa, a resistencia interna é relativamente baixa, a batería non se reducirá.

Unha vez que entre nunha fase de saturación, a batería vaise quente. Polo tanto, o sensor de temperatura está relacionado con garantir que a batería non se sobrequente e teña un risco seguro é moi importante. Os fabricantes de baterías proporcionarán un límite de temperatura seguro para os seus produtos e normalmente fornecen termistores que se poden usar con ADC ou circuítos comparadores no circuíto do cargador da batería.

O proceso de carga debe cargarse antes do esgotamento da profundidade. Isto usa a carga lenta para reiniciar a batería recargable; probado, a súa tensión será inferior a 3 V. Unha vez que o proceso de goteo se subministra cunha carga suficiente, a tensión aumentará a 3 V ou máis e pódese facer cargo do proceso de carga normal da primeira etapa.

O cargador IC LTC4065 de Linglurt usa un paquete DFN de pequeno tamaño que ofrece como organizar os bucles de retroalimentación para soportar os distintos modos de carga necesarios para as baterías de ión de litio. O dispositivo admite métodos de carga de corrente constante e voltaxe constante, así como unha temperatura constante para permitir unha carga eficaz a proximidade da batería. Para soportar a carga a alta temperatura, o LTC4065 ten un circuíto de límite de calor.

Isto pode configurar a corrente de carga de acordo cunha temperatura ambiente típica (en lugar do peor dos casos) e garantir que o cargador redúcese automaticamente no peor dos casos. En LTC4065, tres bucles de retroalimentación de amplificadores controlan o modo de corrente constante, voltaxe constante e temperatura constante. O cuarto bucle de retroalimentación do amplificador úsase para engadir a impedancia de saída do par de fontes de corrente para garantir que unha corrente de drenaxe sexa só mil veces a segunda corrente de drenaxe.

Un bucle de retroalimentación separado para operacións de corrente constante e tensión constante obriga ao cargador en función de calquera modelo que intente minimizar a corrente de carga. Outra saída do amplificador está saturada, o que elimina efectivamente o seu bucle do sistema. Cando está en modo de corrente constante, lévase con precisión a 1v.

Pin de programación para programar a corrente usando unha resistencia de tolerancia porcentual (rPROG). Cando se ama o modo de tensión constante, o bucle de tensión constante conduce a súa entrada invertida á tensión de referencia interna. O divisor da resistencia interna garante que a tensión da batería permaneza en 4.

A tensión do pin de 2V.Prog tamén pode indicar a corrente de carga no modo de tensión constante. Nun traballo típico, o período de carga comeza co modo de corrente constante: a corrente entregada á batería é igual a 1000V / rProg.

Se o consumo de enerxía do LTC4065 está preto de 115°C, o amplificador de temperatura límite comezará a baixar a corrente de carga, limitar a temperatura do chip en aproximadamente 115°C. Unha vez que se saia do modo de restrición de temperatura, o LTC 4065 devolverá o modo de corrente constante ou entrará no modo de tensión constante desde o modo de temperatura constante. Tanto se se trata de modo, a tensión do pin PROG é proporcional á corrente entregada á batería.

Os circuítos internos de temporización e a xestión de carga de leite melloraron as funcións necesarias para unha xestión eficaz da batería de iones de litio. O dispositivo ofrece unha precisión de voltaxe flotante do 0,6%, só dous compoñentes externos.

Cando se elimina a alimentación de entrada, o LTC4065 entra automaticamente nun estado de baixa intensidade e a fuga da batería redúcese a 1μA abaixo. Despois de aplicar a alimentación, o LTC4065 pode entrar no modo de apagado e baixar a fonte de alimentación a 20.

μA abaixo. Figura 2: Diagrama de fluxo de estado de carga LTC4065 decisión similar a esta. Semellante ao LTC4065, MaximIntegrated MAX1551 tamén ten funcións de limitación térmica, carga óptima, sen estar restrinxido térmicamente pola batería e a tensión de entrada no peor dos casos.

Cando se alcanza o límite de calor, o MAX 15551 e o MAX 1555 non deixarán de cargar completamente, senón que reducirán gradualmente a corrente de carga, o que axuda a manter a función ao arrefriar no sistema. Utilízase o paquete SOT23, de xeito similar ao MAX1551 e MAX 1555, o MCP73811 desenvolvido por Microchiptechnology ofrécese con presión constante e carga de corrente constante, esta última só programada por resistencia externa, e está equipado cun sensor de calor incorporado para carga límite de temperatura de control. A serie BQ2409X de Texas Instruments (TI) é un dispositivo cargador lineal altamente integrado, destinado a un uso portátil orientado ao espazo.

Estes IC están deseñados para alimentar o porto USB ou poden non ser adaptadores de CA axustados con alto rango de tensión de entrada e protección contra sobretensión de entrada. BQ2904X realiza axustes, carga de corrente constante e tensión constante. En todas as fases de carga, o bucle de control interno monitoriza a temperatura da unión IC e a corrente de carga máis baixa cando se exceden os limiares de temperatura interna.

Aínda que a combinación de baterías de iones de litio para cargar técnicas permite construír sistemas portátiles e portátiles para facer que os sistemas portátiles e portátiles sexan máis longos, ofrécese a función máis longa e pódese reducir o tamaño da batería. A mellor compensación entre pequeno a peso e vida. .