Cara pangisian daya baterei lithium-ion kanggo panyimpenan energi

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - អ្នកផ្គត់ផ្គង់ស្ថានីយ៍ថាមពលចល័ត

Dibandhingake karo teknologi lawas kayata nikel-kadmium, teknologi kimia baterei lithium-ion banget mbenakake Kapadhetan daya saka peralatan hotspot, lan nderek wektu operasi normal saka sistem iki nalika daya siji. Ing rasio poto-discharge baterei lithium-ion iku setengah saka nikel-kadmium lan nikel hidrida logam, kang uga mbantu beting urip, ngidini peralatan kanggo ngisi daya, supaya pelanggan ora kudu tuku sadurunge digunakake. Kerugian ion litium luwih rumit tinimbang teknologi lawas tinimbang kimia awal.

Nanging, manajemen sing ati-ati bisa digunakake kanggo ngoptimalake pangiriman daya ion lithium, ora mung nyedhiyakake pengalaman sing luwih apik, nanging uga ngidini sampeyan nyepetake desain kanggo nggunakake baterei sing luwih cilik. Wiwit baterei akun kanggo rasio pinunjul ing ukuran lan bobot saka piranti wearable, iku apik banget dening ngganti sirkuit daya kanggo sirkuit daya liyane. Masalah utama baterei lithium-ion yaiku amarga sensitif banget marang ngisi daya sing berlebihan, amarga voltase dhuwur banget bisa nyebabake stres materi, saengga bisa nyepetake umur baterei.

Yen pangisian daya ngluwihi voltase 4.2V saben baterei, uga bakal nggawa risiko keamanan. Sirkuit pangisian daya murah bisa diisi kanthi berlebihan, amarga baterei ora tekan watesan sing nyata.

Padha nggunakake supaya disebut-daya lan strategi mlaku, strategi iki duwe kauntungan sing katon cepet. Strategi iki nggunakake karakteristik kurva pangisi daya ion lithium, sing bisa dipérang dadi papat tahap utama. Tahap pisanan nggunakake arus konstan kanggo nyedhiyakake baterei.

Kanthi baterei, voltase luwih utawa kurang linear. Tegangan wis rata ing sekitar puncak, nalika pangisi daya bisa mandheg. Nanging, mung babagan 85% ngisi wektu iki, nyebabake wektu panggunaan dadi sithik ing teori.

Kajaba iku, amarga alasan safety, voltase cutoff biasane disetel ing ngisor voltase maksimum, luwih nyuda daya maksimum sing ditrapake ing baterei. Tegangan cutoff yaiku 3.8V tinimbang maksimal 4.

2V, dadi 60% saka kapasitas baterei kasedhiya. Pangisian daya liyane ditindakake sajrone saturasi utawa fase tegangan konstan. Sanajan pangisi daya cepet bisa nyuda wektu sing dibutuhake kanggo nggayuh fase jenuh kanthi nambahake arus pangisian daya, iki nduweni efek ngluwihi fase jenuh, lan kanthi ati-ati lan kanthi akurat ngatur tahap jenuh kanggo njaga stres.

Gambar 1: Tahap ngisi daya baterei lithium ion, kalebu tahap pangaturan termal ing kahanan suhu dhuwur. Iku angel kanggo nyoba baterei kebak kebanjiran, supaya wektu utawa tingkat saiki digunakake minangka proxy kanggo nunjukaké sing baterei wis cedhak kanggo ngrampungake daya. Biasane, ngisi daya jenuh kira-kira rong jam, saéngga nyedhiyakake wektu sing cukup.

Sajrone ngisi daya jenuh, indeks saiki mudhun. Nalika arus tekan udakara 3% saka level sing digunakake ing tahap pertama, baterei biasane dianggep wis kebak lan proses bisa mandheg. Tegangan sing digunakake sajrone ngisi daya jenuh disetel dadi siji persen utawa luwih apik.

Sirkuit sing nindakake muatan jenuh bisa nggunakake tes saiki lan penet kanggo ngatur proses kanggo mesthekake yen daya bakal dipateni sawise sawetara wektu, lan lithium logam nglumpukake, nyebabake geni. Suhu uga migunani kanggo ngontrol ngisi daya. Ing tataran pisanan, resistance internal punika relatif kurang, baterei ora tapered.

Sawise mlebu fase jenuh, baterei bakal dadi luwih anget. Mulane, sensor suhu gegandhengan kanggo mesthekake yen baterei ora panas banget lan duwe risiko aman penting banget. Produsen baterei bakal nyedhiyakake watesan suhu sing aman kanggo produke, lan biasane nyedhiyakake termistor sing bisa digunakake karo ADC utawa sirkuit komparator ing sirkuit pangisi daya ing paket baterei.

Proses ngisi daya kudu diisi sadurunge depth depth. Iki nggunakake daya trickle kanggo nerusake baterei sing bisa diisi ulang - dites voltase bakal luwih murah tinimbang 3V. Sawise proses trickle diwenehake kanthi pangisian daya sing cukup, voltase bakal munggah menyang 3V utawa luwih lan proses pangisian daya tataran pisanan sing normal bisa ditindakake.

IC pangisi daya LTC4065 Linglurt nggunakake paket DFN ukuran cilik sing nyedhiyakake cara ngatur puteran umpan balik kanggo ndhukung macem-macem mode pangisian daya sing dibutuhake kanggo baterei lithium ion. Piranti kasebut ndhukung cara pangisian daya voltase saiki lan konstan, uga suhu konstan kanggo ngidini pangisian daya sing efektif cedhak karo baterei. Kanggo ndhukung pangisi daya suhu dhuwur, LTC4065 duwe sirkuit watesan panas.

Iki bisa nyetel arus pangisi daya sesuai karo suhu sekitar sing khas (tinimbang kasus sing paling awon), lan mesthekake yen pangisi daya kanthi otomatis suda ing kasus sing paling awon. Ing LTC4065, telung puteran umpan balik amplifier ngontrol arus konstan, voltase konstan, lan mode suhu konstan. Daur ulang umpan amplifier kaping papat digunakake kanggo nambah impedansi output saka pasangan sumber saiki kanggo mesthekake yen siji saluran saiki mung kaping sewu saka saiki saluran kapindho.

Daur ulang umpan balik sing kapisah kanggo operasi voltase saiki lan konstan meksa pangisi daya adhedhasar model apa wae sing nyoba nyuda arus pangisi daya. Output amplifier liyane jenuh, sing kanthi efektif ngilangi puteran saka sistem. Nalika ing mode saiki pancet, iku kanthi mimpin kanggo 1v a.

Pin Prog kanggo program saiki kanthi nggunakake resistor toleransi persen (rPROG). Nalika mode voltase pancet tresna, daur ulang voltase pancet drive input kuwalik menyang voltase referensi internal. Pembagi resistor internal njamin voltase baterei tetep ing 4.

2V.Prog voltase pin uga bisa nunjukaké daya saiki ing mode voltase pancet. Ing karya khas, wektu ngisi daya diwiwiti kanthi mode konstan-saiki - arus sing dikirim menyang baterei padha karo 1000V / rProg.

Yen konsumsi daya saka LTC4065 cedhak 115°C, watesan suhu amplifier bakal miwiti kanggo murah daya saiki, matesi suhu chip ing bab 115°C. Sawise mode watesan suhu wis metu, LTC 4065 bakal bali mode saiki pancet utawa ngetik mode voltase pancet saka mode suhu pancet. Apa mode, voltase pin PROG sebanding karo arus sing dikirim menyang baterei.

Sirkuit tekan-wektu internal lan manajemen pangisian daya trickle wis nambah fungsi sing dibutuhake kanggo manajemen baterei lithium-ion sing efektif. Piranti kasebut nyedhiyakake akurasi voltase ngambang 0,6%, mung rong komponen eksternal.

Nalika daya input dicopot, LTC4065 kanthi otomatis mlebu kahanan saiki sithik lan bocor baterei diturunake menyang 1μA ngisor. Sawise daya ditrapake, LTC4065 bisa mlebu mode mati lan nyelehake sumber daya dadi 20.

μA ngisor. Gambar 2: Charging status flow chart keputusan LTC4065 padha karo iki. Kaya LTC4065, MaximIntegrated MAX1551 uga nduweni fungsi watesan termal, pangisian daya sing optimal, tanpa diwatesi kanthi termal dening baterei lan voltase input sing paling awon.

Nalika watesan panas wis tekan, MAX 15551 lan MAX 1555 ora rampung mungkasi daya, nanging mboko sithik ngurangi daya saiki, kang mbantu njaga fungsi nalika cooling ing sistem. Paket SOT23 digunakake, padha karo MAX1551 lan MAX 1555, MCP73811 dikembangaké dening Microchiptechnology diwenehake karo meksa pancet lan daya saiki pancet, sing terakhir mung diprogram dening resistance external, lan dilengkapi karo dibangun ing sensor panas kontrol suhu watesan daya. Texas Instruments (TI) seri BQ2409X minangka piranti pangisi daya linier sing terintegrasi banget, ngadhepi panggunaan portabel sing berorientasi ruang.

IC iki dirancang kanggo daya port USB utawa ora bisa diatur adaptor AC karo sawetara voltase input dhuwur lan pangayoman overvoltage input. BQ2904X nindakake imbuhan, saiki pancet lan daya voltase pancet. Ing kabeh tahap ngisi daya, daur ulang kontrol internal ngawasi suhu sambungan IC lan arus pangisi daya luwih murah nalika ngluwihi ambang suhu internal.

Senajan kombinasi baterei lithium-ion kanggo ngisi Techniques ngidini mbangun sistem hotspot lan wearable kanggo nggawe bangunan portabel lan sistem wearable nggawe maneh, fungsi paling dawa diwenehake, lan ukuran baterei bisa suda. Trade-off paling apik antarane cilik kanggo bobot lan urip. .