Lithium-ion rafhlaða hleðsluaðferð fyrir orkugeymslu

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Í samanburði við gamla tækni eins og nikkel-kadmíum, bætir litíumjón rafhlaða efnafræði tækni til muna kraftþéttleika flytjanlegra búnaðar og fylgir eðlilegum notkunartíma þessara kerfa þegar einhleðsla er. Sjálfsafhleðsluhlutfall litíumjónarafhlöðunnar er helmingur af nikkel-kadmíum og nikkelmálmhýdríðum, sem hjálpar einnig við geymsluþol, gerir búnaðinum kleift að hlaða, svo að viðskiptavinir þurfi ekki að kaupa fyrir notkun. Ókosturinn við litíumjónir er flóknari en gömul tækni en snemma efnafræði.

Hins vegar er hægt að nota varlega stjórnun til að hámarka aflgjafa litíumjóna, ekki aðeins veita betri upplifun, heldur gerir þér einnig kleift að þrengja hönnun þína til að nota smærri rafhlöður. Þar sem rafhlaðan stendur fyrir umtalsverðu hlutfalli í stærð og þyngd tækisins sem hægt er að nota er það merkilegt að skipta um hleðslurás í aðra hleðslurás. Lykilvandamál litíumjónarafhlöðu er vegna þess að þær eru mjög viðkvæmar fyrir of mikilli hleðslu, vegna þess að of há spenna getur valdið efnisálagi og þannig stytt líftíma rafhlöðunnar.

Ef hleðslan fer yfir spennuna sem er 4,2V á hverja rafhlöðu munu þau einnig hafa öryggisáhættu í för með sér. Lággjalda hleðslurásir geta verið ofhlaðnar, vegna þess að rafhlaðan nær ekki raunverulegum mörkum.

Þeir nota svokallaðar hleðslu- og hlaupaaðferðir, þessi stefna hefur þann kost að hún lítur fljótt út. Þessi aðferð notar eiginleika litíumjóna hleðsluferilsins, sem hægt er að skipta í fjögur lykilþrep. Fyrsti áfanginn notar stöðugan straum til að veita rafhlöðunni.

Með rafhlöðunni er spenna hennar meira og minna línuleg. Spennan er flatt út í nágrenni við toppinn og þá getur hleðslutækið stöðvað. Hins vegar er aðeins um 85% hleðsla á þessum tíma, sem leiðir til þess að notkunartíminn er lítill í orði.

Að auki, af öryggisástæðum, er stöðvunarspennan venjulega stillt undir hámarksspennu, sem dregur enn frekar úr hámarkshleðslu sem er beitt á rafhlöðuna. Skurðspennan er 3,8V frekar en venjulegt hámark 4.

2V, þannig að 60% af rafhlöðunni eru tiltæk. Restin af hleðslunni fer fram á mettun eða stöðugum spennufasa. Þó að hraðhleðslutækið geti dregið úr þeim tíma sem þarf til að ná mettunarstiginu með því að bæta við hleðslustraumi, hefur þetta þau áhrif að lengja mettunarstigið og stýrir mettunarstiginu vandlega og nákvæmlega til að verjast álagi.

Mynd 1: Hleðslustig litíumjónarafhlöðu, þar með talið hitastillingarstig við háhitaskilyrði. Það er erfitt að prófa rafhlöðuna fulla af yfirfalli, þannig að tími eða straumstig er notað sem umboð til að gefa til kynna að rafhlaðan hafi verið nálægt því að hlaðast. Venjulega er mettunarhleðslan um það bil tvær klukkustundir og gefur því hæfilegan tíma.

Við mettunarhleðslu lækkar núverandi vísitala. Þegar straumurinn nær um 3% af því magni sem notað var í fyrsta áfanga er rafhlaðan almennt talin vera fullhlaðin og ferlið getur stöðvast. Spennan sem notuð er við mettaða hleðslu er stillt á eitt prósent eða betur.

Hringrásir sem framkvæma mettaða hleðslu geta notað núverandi prófun og þrýsting til að stjórna ferlum til að tryggja að rafmagnið verði rofið eftir nokkurn tíma og málm litíum safnast upp, sem leiðir til elds. Hitastig er einnig gagnlegt til að stjórna hleðslu. Á fyrsta stigi er innri viðnám tiltölulega lágt, rafhlaðan verður ekki mjókkuð.

Þegar farið er í mettunarfasa verður rafhlaðan hlýrri. Þess vegna er hitaskynjarinn tengdur því að tryggja að rafhlaðan muni ekki ofhitna og hafa örugga áhættu er mjög mikilvægt. Rafhlöðuframleiðendur munu veita örugg hitastig fyrir vörur sínar og veita venjulega hitastilla sem hægt er að nota með ADC eða samanburðarrásum í hleðslutækinu í rafhlöðupakkanum.

Hleðsluferlið á að hlaða fyrir dýptarleysið. Þetta notar hráhleðslu til að hefja hleðsluhleðsluna aftur - prófað verður spenna þeirra lægri en 3V. Þegar drifferlið er búið nægilega hleðslu mun spennan hækka í 3V eða meira og hægt er að taka við venjulegu fyrsta stigs hleðsluferlinu.

Linglurt&39;s LTC4065 hleðslutæki IC notar lítinn stærð DFN pakka sem veitir hvernig á að skipuleggja endurgjöf lykkjur til að styðja við hinar ýmsu hleðslustillingar sem krafist er fyrir litíum jón rafhlöður. Tækið styður hleðsluaðferðir með stöðugum straumi og stöðugri spennu, auk stöðugs hitastigs til að leyfa skilvirka hleðslu nálægð við rafhlöðuna. Til að styðja við háhitahleðslu er LTC4065 með hitatakmörkunarrás.

Þetta getur stillt hleðslustrauminn í samræmi við dæmigerðan umhverfishita (frekar en í versta falli) og tryggt að hleðslutækið minnki sjálfkrafa í versta falli. Í LTC4065 stjórna þrír endurgjöfarlykkjur magnara stöðugum straumi, stöðugri spennu og stöðugu hitastigi. Fjórða endurgjafarlykkja magnarans er notuð til að bæta við úttaksviðnám straumgjafaparsins til að tryggja að einn afrennslisstraumur sé bara þúsundfalt af seinni afrennslisstraumnum.

Aðskilin endurgjafarlykkja fyrir stöðugan straum og stöðuga spennu neyðir hleðslutækið byggt á hvaða gerð sem er sem reynir að lágmarka hleðslustrauminn. Annar framleiðsla magnara er mettuð, sem í raun útilokar lykkju hans úr kerfinu. Þegar það er í stöðugum straumham er það nákvæmlega keyrt í 1v.

Prog pinna til að forrita strauminn með því að nota prósent umburðarþol (rPROG). Þegar stöðugt spennuhamur er elskaður, knýr stöðuga spennulykjan öfugt inntak sitt að innri viðmiðunarspennu. Innri viðnámsskilin tryggir að rafhlöðuspennan haldist við 4.

2V.Prog pinnaspenna getur einnig gefið til kynna hleðslustrauminn í stöðugri spennuham. Í dæmigerðri vinnu byrjar hleðslutímabilið með stöðugum straumstillingu - straumurinn sem er afhentur rafhlöðunni er jafn 1000V / rProg.

Ef orkunotkun LTC4065 er nálægt 115°C, takmörk hitastigs magnarans mun byrja að lækka hleðslustrauminn, takmarka hitastig flísarinnar um það bil 115°C. Þegar hitatakmörkunarstillingunni er hætt mun LTC 4065 skila stöðugum straumham eða fara í stöðuga spennuham frá stöðugu hitastigi. Hvort sem það er hamur, þá er spennan á PROG pinnanum í réttu hlutfalli við strauminn sem afhentur er í rafhlöðuna.

Innri tímaþrýstingsrásir og stjórnun á hraðhleðslu hafa bætt virknina sem þarf fyrir skilvirka litíumjónarafhlöðustjórnun. Tækið veitir 0,6% fljótandi spennu nákvæmni, aðeins tvo ytri íhluti.

Þegar inntakskrafturinn er fjarlægður fer LTC4065 sjálfkrafa í lágstraumsástand og rafhlaðaleki er lækkaður í 1μA fyrir neðan. Eftir að afl er sett á getur LTC4065 farið í lokunarham og lækkað aflgjafann í 20.

μA fyrir neðan. Mynd 2: flæðirit hleðslustöðu LTC4065 ákvörðun svipuð þessari. Líkt og LTC4065 hefur MaximIntegrated MAX1551 einnig hitatakmörkunaraðgerðir, ákjósanlega hleðslu, án þess að vera hitatakmörkuð af versta rafhlöðu og inntaksspennu.

Þegar hitamörkum er náð munu MAX 15551 og MAX 1555 ekki hætta alveg að hlaða heldur minnka hleðslustrauminn smám saman, sem hjálpar til við að viðhalda virkni við kælingu í kerfinu. SOT23 pakkinn er notaður, svipað og MAX1551 og MAX 1555, MCP73811 þróað af Microchiptechnology er með stöðugan þrýsting og stöðuga straumhleðslu, hið síðarnefnda aðeins forritað af ytri viðnám, og er búið innbyggðri hitaskynjara stjórna hitamörkum hleðslu. BQ2409X röð Texas Instruments (TI) er mjög samþætt línuleg hleðslutæki sem snýr að rýmismiðaðri flytjanlegri notkun.

Þessir IC eru hönnuð fyrir USB-tengiafl eða eru hugsanlega ekki stillanlegir straumbreytir með hátt inntaksspennusvið og inntaksofspennuvörn. BQ2904X framkvæmir aðlögun, stöðugan straum og stöðuga spennuhleðslu. Í öllum hleðslustigum fylgist innri stýrilykkja hitastig IC tengi og lægri hleðslustraum þegar farið er yfir innri hitastig.

Þrátt fyrir að samsetning litíumjónarafhlöðu til að hlaða tækni gerir kleift að byggja flytjanleg og klæðanleg kerfi til að gera smíðað flytjanlegt og klæðanlegt kerfi lengur, er lengsta aðgerðin til staðar og rafhlöðustærð er hægt að minnka. Besta skiptingin á milli lítillar til þyngdar og lífsins. .