Լիթիում-իոնային մարտկոցի լիցքավորման մեթոդ էներգիայի պահպանման համար

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - د پورټ ایبل بریښنا سټیشن عرضه کونکی

Համեմատած հին տեխնոլոգիաների հետ, ինչպիսիք են նիկել-կադմիումը, լիթիում-իոնային մարտկոցների քիմիայի տեխնոլոգիան մեծապես բարելավում է շարժական սարքավորումների հզորության խտությունը և հետևում է այս համակարգերի բնականոն աշխատանքի ժամանակին, երբ միայնակ լիցքավորումն է: Լիթիում-իոնային մարտկոցի ինքնալիցքաթափման հարաբերակցությունը նիկել-կադմիումի և նիկել մետաղի հիդրիդների կեսն է, ինչը նաև օգնում է պահպանման ժամկետին, թույլ է տալիս լիցքավորել սարքավորումը, որպեսզի հաճախորդները ստիպված չլինեն գնելուց առաջ: Լիթիումի իոնների թերությունն ավելի բարդ է, քան հին տեխնոլոգիան, քան վաղ քիմիան:

Այնուամենայնիվ, զգուշավոր կառավարումը կարող է օգտագործվել լիթիումի իոնների էներգիայի մատակարարումն առավելագույնի հասցնելու համար, ոչ միայն ավելի լավ փորձ ապահովելու համար, այլև թույլ է տալիս նեղացնել ձեր դիզայնը՝ ավելի փոքր մարտկոցներ օգտագործելու համար: Քանի որ մարտկոցը կրելի սարքի չափի և քաշի զգալի հարաբերակցություն ունի, այն ուշագրավ է լիցքավորման շղթան փոխարինելով մեկ այլ լիցքավորման միացումով: Լիթիում-իոնային մարտկոցների հիմնական խնդիրն այն է, որ դրանք շատ զգայուն են ավելորդ լիցքավորման նկատմամբ, քանի որ չափազանց բարձր լարումը կարող է առաջացնել նյութական սթրես՝ այդպիսով կրճատելով մարտկոցի կյանքը:

Եթե ​​լիցքավորումը գերազանցի մեկ մարտկոցի 4,2 Վ լարումը, ապա դրանք նույնպես կբերեն անվտանգության ռիսկեր։ Էժան լիցքավորման սխեմաները կարող են գերլիցքավորվել, քանի որ մարտկոցը չի հասնում իրական սահմանին:

Նրանք օգտագործում են այսպես կոչված լիցքավորման և գործարկման ռազմավարություններ, այս ռազմավարությունն ունի այն առավելությունը, որ այն արագ տեսք ունի: Այս ռազմավարությունը օգտագործում է լիթիումի իոնների լիցքավորման կորի բնութագրերը, որոնք կարելի է բաժանել չորս հիմնական փուլերի։ Առաջին փուլում մարտկոցը մատակարարելու համար օգտագործվում է մշտական ​​հոսանք:

Մարտկոցով նրա լարումը քիչ թե շատ գծային է։ Լարումը հարթվում է գագաթնակետի մոտակայքում, այդ ժամանակ լիցքավորիչը կարող է կանգ առնել: Այնուամենայնիվ, այս պահին լիցքավորվում է միայն մոտ 85%-ը, ինչի արդյունքում օգտագործման ժամանակը տեսականորեն ցածր է:

Բացի այդ, անվտանգության նկատառումներից ելնելով, անջատման լարումը սովորաբար սահմանվում է առավելագույն լարումից ցածր, ինչը հետագայում նվազեցնում է մարտկոցի վրա կիրառվող առավելագույն լիցքը: Անջատման լարումը 3,8 Վ է, քան սովորական առավելագույնը 4:

2V, ուստի մարտկոցի հզորության 60%-ը հասանելի է: Մնացած լիցքավորումը կատարվում է հագեցվածության կամ մշտական ​​լարման փուլում: Թեև արագ լիցքավորիչը կարող է նվազեցնել հագեցվածության փուլին հասնելու համար պահանջվող ժամանակը՝ ավելացնելով լիցքավորման հոսանք, դա ազդում է հագեցվածության փուլի երկարացման վրա և զգուշորեն և ճշգրիտ կառավարում է հագեցվածության փուլը՝ պաշտպանվելու սթրեսից:

Նկար 1. Լիթիումի իոնային մարտկոցների լիցքավորման փուլ, ներառյալ բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում ջերմային կարգավորման փուլերը: Դժվար է փորձարկել լիցքաթափված մարտկոցը, ուստի ժամանակը կամ ընթացիկ մակարդակը օգտագործվում է որպես միջնորդ՝ ցույց տալու, որ մարտկոցը մոտ է լիցքավորմանը: Սովորաբար, հագեցվածության լիցքավորումը մոտ երկու ժամ է, դրանով իսկ ապահովելով ողջամիտ ժամանակ:

Հագեցվածության լիցքավորման ժամանակ ընթացիկ ցուցանիշը նվազում է: Երբ հոսանքը հասնում է առաջին փուլում օգտագործված մակարդակի մոտ 3%-ին, սովորաբար համարվում է, որ մարտկոցը լիովին լիցքավորված է, և գործընթացը կարող է դադարեցվել: Հագեցած լիցքավորման ժամանակ օգտագործվող լարումը ճշգրտվում է մինչև մեկ տոկոս կամ ավելի լավ:

Հագեցած լիցքավորում կատարող սխեմաները կարող են օգտագործել ընթացիկ փորձարկումը և սեղմել՝ գործընթացները կառավարելու համար, որպեսզի համոզվեն, որ հոսանքը որոշ ժամանակ անց կկտրվի, և մետաղի լիթիումը կուտակվի, ինչը կհանգեցնի հրդեհի: Ջերմաստիճանը նույնպես օգտակար է լիցքավորման վերահսկման համար: Առաջին փուլում ներքին դիմադրությունը համեմատաբար ցածր է, մարտկոցը չի նեղանա:

Հագեցվածության փուլ մտնելուց հետո մարտկոցը կդառնա ավելի տաք: Հետևաբար, ջերմաստիճանի սենսորը կապված է այն բանի հետ, որ մարտկոցը չի գերտաքանա և անվտանգ ռիսկ ունենա, շատ կարևոր է: Մարտկոցների արտադրողները կապահովեն անվտանգ ջերմաստիճանի սահմանաչափ իրենց արտադրանքի համար և սովորաբար մատակարարում են թերմիստորներ, որոնք կարող են օգտագործվել ADC-ների կամ համեմատական ​​սխեմաների հետ լիցքավորիչի միացումում մարտկոցի փաթեթում:

Լիցքավորման գործընթացը պետք է լիցքավորվի մինչև խորության սպառումը: Սա օգտագործում է կաթիլային լիցքավորում՝ լիցքավորվող մարտկոցը վերսկսելու համար. փորձարկված դրանց լարումը կլինի 3 Վ-ից ցածր: Հենց որ կաթիլային պրոցեսը մատակարարվի բավարար լիցքով, լարումը կբարձրանա մինչև 3V կամ ավելի, և առաջին փուլի նորմալ լիցքավորման գործընթացը կարող է իրականացվել:

Linglurt-ի LTC4065 լիցքավորիչի IC-ն օգտագործում է փոքր չափի DFN փաթեթ, որը տրամադրում է, թե ինչպես կազմակերպել հետադարձ կապեր՝ լիթիումի իոնային մարտկոցների համար անհրաժեշտ լիցքավորման տարբեր ռեժիմներին աջակցելու համար: Սարքը աջակցում է մշտական ​​հոսանքի և մշտական ​​լարման լիցքավորման մեթոդներին, ինչպես նաև մշտական ​​ջերմաստիճանի, որը թույլ է տալիս արդյունավետ լիցքավորումը մոտ լինել մարտկոցին: Բարձր ջերմաստիճանի լիցքավորումն ապահովելու համար LTC4065-ն ունի ջերմային սահմանափակման միացում:

Սա կարող է սահմանել լիցքավորման հոսանքը շրջակա միջավայրի տիպիկ ջերմաստիճանին համապատասխան (այլ ոչ թե վատագույն դեպքում) և ապահովել, որ լիցքավորիչը վատագույն դեպքում ավտոմատ կերպով կրճատվի: LTC4065-ում երեք ուժեղացուցիչների հետադարձ կապը վերահսկում է մշտական ​​հոսանքը, մշտական ​​լարումը և մշտական ​​ջերմաստիճանի ռեժիմը: Չորրորդ ուժեղացուցիչի հետադարձ կապն օգտագործվում է ընթացիկ աղբյուրի զույգի ելքային դիմադրությունը ավելացնելու համար՝ ապահովելու, որ արտահոսքի մեկ հոսանքը երկրորդ արտահոսքի հոսանքի հազարապատիկն է:

Մշտական ​​հոսանքի և մշտական ​​լարման գործառնությունների առանձին հետադարձ կապը ստիպում է լիցքավորիչին հիմնվել ցանկացած մոդելի վրա, որը փորձում է նվազագույնի հասցնել լիցքավորման հոսանքը: Մեկ այլ ուժեղացուցիչի ելք հագեցած է, ինչը արդյունավետորեն վերացնում է դրա օղակը համակարգից: Երբ մշտական ​​հոսանքի ռեժիմում է, այն ճշգրտորեն մղվում է մինչև 1վ:

Prog pin-ը հոսանքի ծրագրավորման համար՝ օգտագործելով տոկոսային հանդուրժողականության ռեզիստոր (rPROG): Երբ հաստատուն լարման ռեժիմը սիրված է, հաստատուն լարման օղակը իր շրջված մուտքն ուղղում է դեպի ներքին հղման լարման: Ներքին դիմադրության բաժանարարը ապահովում է, որ մարտկոցի լարումը մնում է 4-ի վրա:

2V.Prog փին լարումը կարող է նաև ցույց տալ լիցքավորման հոսանքը մշտական ​​լարման ռեժիմում: Տիպիկ աշխատանքում լիցքավորման շրջանը սկսվում է մշտական ​​հոսանքի ռեժիմով. մարտկոցին մատակարարվող հոսանքը հավասար է 1000V/rProg-ի:

Եթե ​​LTC4065-ի էներգիայի սպառումը մոտ է 115°C, սահմանային ջերմաստիճանի ուժեղացուցիչը կսկսի նվազեցնել լիցքավորման հոսանքը, սահմանափակել չիպի ջերմաստիճանը մոտավորապես 115°C. Ջերմաստիճանի սահմանափակման ռեժիմից դուրս գալուց հետո LTC 4065-ը կվերադառնա մշտական ​​հոսանքի ռեժիմ կամ մշտական ​​ջերմաստիճանի ռեժիմից կմտնի մշտական ​​լարման ռեժիմ: Անկախ նրանից, թե դա ռեժիմ է, PROG պտուտակի լարումը համաչափ է մարտկոցին մատակարարվող հոսանքի:

Ժամանակի սեղմման ներքին սխեմաները և կաթիլային լիցքավորման կառավարումը բարելավել են լիթիում-իոնային մարտկոցների արդյունավետ կառավարման համար անհրաժեշտ գործառույթները: Սարքը ապահովում է լողացող լարման 0,6% ճշգրտություն, միայն երկու արտաքին բաղադրիչ:

Երբ մուտքային հզորությունը հանվում է, LTC4065-ը ավտոմատ կերպով մտնում է ցածր ընթացիկ վիճակ, և մարտկոցի արտահոսքը իջեցվում է մինչև 1μA ստորև. Էլեկտրաէներգիայի միացումից հետո LTC4065-ը կարող է մտնել անջատման ռեժիմ և սնուցումը իջեցնել մինչև 20:

μA ստորև. Գծապատկեր 2. Լիցքավորման կարգավիճակի հոսքի գծապատկեր LTC4065 նման որոշում: LTC4065-ի նման, MaximIntegrated MAX1551-ն ունի նաև ջերմային սահմանափակող գործառույթներ, օպտիմալ լիցքավորում՝ առանց ջերմային սահմանափակման վատագույն դեպքում մարտկոցի և մուտքային լարման կողմից:

Երբ ջերմության սահմանաչափը հասնի, MAX 15551-ը և MAX 1555-ը լիովին չեն դադարեցնի լիցքավորումը, այլ աստիճանաբար կնվազեցնեն լիցքավորման հոսանքը, որն օգնում է պահպանել գործառույթը համակարգում սառչելիս: Օգտագործվում է SOT23 փաթեթը, MAX1551-ի և MAX 1555-ի նման, Microchiptechnology-ի կողմից մշակված MCP73811-ն ապահովված է մշտական ​​ճնշմամբ և մշտական ​​հոսանքի լիցքավորմամբ, վերջինս ծրագրավորված է միայն արտաքին դիմադրությամբ և հագեցած է ներկառուցված ջերմային ցուցիչի վերահսկման ջերմաստիճանի սահմանաչափի լիցքավորումով: Texas Instruments-ի (TI) BQ2409X շարքը բարձր ինտեգրված գծային լիցքավորիչ սարք է, որը նախատեսված է տարածության վրա ուղղված շարժական օգտագործման համար:

Այս IC-ները նախատեսված են USB պորտի հզորության համար կամ չեն կարող կարգավորվել AC ադապտերներ՝ բարձր մուտքային լարման միջակայքով և մուտքային գերլարման պաշտպանությամբ: BQ2904X-ը կատարում է կարգավորում, մշտական ​​հոսանքի և մշտական ​​լարման լիցքավորում: Լիցքավորման բոլոր փուլերում ներքին հսկողության օղակը վերահսկում է IC հանգույցի ջերմաստիճանը և լիցքավորման հոսանքի իջեցումը, երբ գերազանցում է ներքին ջերմաստիճանի շեմերը:

Թեև լիթիում-իոնային մարտկոցների լիցքավորման տեխնիկայի համադրությունը թույլ է տալիս կառուցել շարժական և կրելի համակարգեր, որպեսզի կառուցումը դյուրակիր և կրելի համակարգերը երկարացնի, ապահովվում է ամենաերկար գործառույթը, և մարտկոցի չափը կարող է կրճատվել: Լավագույն փոխզիջում փոքրից քաշի և կյանքի միջև: .