Энергияны сактоо үчүн литий-иондук батарейканы заряддоо ыкмасы

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pembekal Stesen Janakuasa Mudah Alih

Никель-кадмий сыяктуу эски технологиялар менен салыштырганда, литий-иондук батареянын химиялык технологиясы портативдик жабдуулардын кубаттуулугун бир топ жакшыртат жана бир заряддоодо бул системалардын нормалдуу иштөө убактысын ээрчийт. Литий-иондук батарейканын өзүн-өзү разряддоо катышы никель-кадмий жана никелден жасалган металл гидриддердин жарымын түзөт, бул да жарактуулук мөөнөтүн узартууга жардам берет, жабдууларды заряддоого мүмкүндүк берет, ошондуктан кардарлар колдонуудан мурун сатып алышпайт. Литий иондорунун кемчилиги алгачкы химияга караганда эски технологияга караганда татаалыраак.

Бирок, этияттык менен башкаруу литий иондорунун кубаттуулугун максималдуу жеткирүү үчүн колдонулушу мүмкүн, бул жакшы тажрыйбаны гана камсыз кылбастан, ошондой эле кичинекей батарейкаларды колдонуу үчүн дизайныңызды тарытууга мүмкүндүк берет. Батарея кийилүүчү аппараттын өлчөмү менен салмагынын олуттуу катышын түзгөндүктөн, заряддоо чынжырын башка заряддоо схемасына алмаштыруу менен таң калыштуу. Литий-иондук батарейкалардын негизги көйгөйү, анткени алар ашыкча заряддоого өтө сезгич болушат, анткени өтө жогорку чыңалуу материалдык стресске алып келиши мүмкүн, демек, батареянын иштөө мөөнөтүн кыскартат.

заряды бир батареянын 4.2V чыңалуу ашып кетсе, алар да коопсуздук коркунучун алып келет. Арзан кубаттоо схемалары ашыкча заряддалышы мүмкүн, анткени батарея иш жүзүндөгү чекке жетпейт.

Алар заряддоо жана чуркоо деп аталган стратегияларды колдонушат, бул стратегиянын артыкчылыгы, ал тез көрүнөт. Бул стратегия төрт негизги баскычка бөлүүгө болот литий-ион заряддоо ийри мүнөздөмөлөрүн колдонот. Биринчи фазада батареяны камсыз кылуу үчүн туруктуу ток колдонулат.

Батарея менен анын чыңалуу аздыр-көптүр сызыктуу болот. Чыңалуу чокуга жакын жерде тегизделген, ал учурда заряддагыч токтоп калышы мүмкүн. Бирок, учурда болжол менен 85% гана заряддалат, натыйжада колдонуу убактысы теориялык жактан аз болот.

Мындан тышкары, коопсуздук себептеринен улам, өчүрүү чыңалуу, адатта, максималдуу чыңалуудан төмөн коюлат, андан ары батареяга колдонулган максималдуу зарядды азайтат. Өчүрүү чыңалуу 3.8V эмес, кадимки максимум 4.

2V, ошондуктан батарейканын сыйымдуулугунун 60% жеткиликтүү. Калган заряддоо каныккан же туруктуу чыңалуу фазасында аткарылат. Тез кубаттагыч кубаттоо тогун кошуу менен каныктыруу фазасына жетүү үчүн талап кылынган убакытты кыскарта алат да, бул каныккан фазаны узартат жана стресстен сактануу үчүн каныктыруу баскычын кылдат жана так башкарат.

1-сүрөт: Литий-иондук батарейкаларды заряддоо стадиясы, анын ичинде жогорку температуранын шарттарында термикалык жөндөө этаптары. Батарейканын толуп калганын текшерүү кыйын, андыктан убакыт же учурдагы деңгээл батарейка толук кубаттоого жакын калганын көрсөтүү үчүн прокси катары колдонулат. Адатта, каныккандык кубаттоо болжол менен эки саатты түзөт, бул акылга сыярлык убакытты камсыз кылат.

Каныккандык кубаттоо учурунда учурдагы индекс төмөндөйт. Ток биринчи фазада колдонулган деңгээлдин болжол менен 3% жеткенде, батарея жалпысынан толук заряддалган деп эсептелет жана процесс токтоп калышы мүмкүн. Каныккан кубаттоо учурунда колдонулган чыңалуу бир пайызга же жакшыраак жөнгө салынат.

Каныккан зарядды аткарган схемалар учурдагы тестирлөө жана процесстерди башкаруу үчүн прессти колдонушу мүмкүн, электр энергиясы белгилүү бир убакыттан кийин үзүлүп, металл литий чогулуп, өрт чыгып кетет. Температура башкаруу заряддоодо да пайдалуу. Биринчи этапта, ички каршылык салыштырмалуу төмөн, батарейка конус болбойт.

Каныккан фазага киргенден кийин, батарея жылыйт. Ошондуктан, температура сенсору батареянын ысып кетишине жана коопсуз коркунучка ээ болушун камсыз кылуу үчүн абдан маанилүү. Батарея өндүрүүчүлөрү өз өнүмдөрү үчүн коопсуз температура чегин камсыздайт жана адатта батареянын пакетиндеги заряддоо схемасында ADC же компаратордук схемалар менен колдонула турган термисторлорду беришет.

Заряддоо процесси тереңдик түгөнгөнгө чейин заряддалышы керек. Бул заряддалуучу батареяны кайра иштетүү үчүн тамчылатып кубаттоону колдонот - алардын чыңалуусу 3V төмөн болот. Тамчы процесси жетиштүү заряд менен камсыз болгондон кийин, чыңалуу 3V же андан көпкө көтөрүлөт жана кадимки биринчи этаптагы заряддоо процесси өтүшү мүмкүн.

Linglurt&39;s LTC4065 заряддоочу IC кичинекей өлчөмдөгү DFN пакетин колдонот, ал литий-иондук батарейкалар үчүн талап кылынган ар кандай заряддоо режимдерин колдоо үчүн кайтарым байланыш циклдерин кантип уюштурууну камсыз кылат. Түзмөк туруктуу ток жана туруктуу чыңалуу кубаттоо ыкмаларын, ошондой эле батарейкага эффективдүү заряддоого мүмкүндүк берүү үчүн туруктуу температураны колдойт. Жогорку температурада заряддоону колдоо үчүн, LTC4065 жылуулук чектөө схемасына ээ.

Бул заряддоо тогун типтүү айлана-чөйрөнүн температурасына (эң начар абалда эмес) ылайык орнотуп, эң начар учурда заряддагыч автоматтык түрдө азайышын камсыздай алат. LTC4065-те үч күчөткүчтүн кайтарым байланыш циклдери туруктуу токту, туруктуу чыңалууну жана туруктуу температура режимин көзөмөлдөйт. Төртүнчү күчөткүч кайтарым цикли бир дренаждык ток экинчи дренаждык токтун миң эсе көп болушун камсыз кылуу үчүн учурдагы булактын жуп чыгуу импедансын кошуу үчүн колдонулат.

Туруктуу ток жана туруктуу чыңалуу операциялары үчүн өзүнчө кайтарым байланыш цикли заряддоо агымын минималдаштырууга аракет кылган ар кандай моделдин негизинде заряддагычты мажбурлайт. Дагы бир күчөткүч чыгаруу каныккан, бул системадан анын циклин натыйжалуу жок кылат. Туруктуу ток режиминде болгондо, ал 1v ге так айдалат.

Толеранттуулуктун пайыздык каршылыгын (rPROG) колдонуу менен токту программалоо үчүн Prog пин. Туруктуу чыңалуу режими жакшы көргөндө, туруктуу чыңалуу цикли анын тескери киришин ички эталондук чыңалууга айдайт. Ички резистор бөлгүч батарейканын чыңалуусу 4 бойдон калуусун камсыздайт.

2V.Prog пин чыңалуу да туруктуу чыңалуу режиминде кубаттоо агымын көрсөтө алат. Кадимки иште заряддоо мезгили туруктуу ток режиминен башталат - батареяга жеткирилген ток 1000V / rProg барабар.

LTC4065 энергия керектөө жакын болсо 115°C, чек температурасы күчөткүч заряддоо агымын төмөндөтө баштайт, болжол менен чиптин температурасын чектейт 115°C. Температураны чектөө режиминен чыккандан кийин, LTC 4065 туруктуу ток режимин кайтарат же туруктуу температура режиминен туруктуу чыңалуу режимине кирет. Бул режим болобу, PROG пининин чыңалуусу батарейкага жеткирилген токко пропорционалдуу.

Убакыттын ички схемасы жана кубаттоо башкаруусу литий-иондук батарейканы эффективдүү башкаруу үчүн зарыл болгон функцияларды жакшыртты. Түзмөк 0,6% калкып жүрүүчү чыңалуу тактыгын, эки гана тышкы компонентти камсыздайт.

Киргизүү кубаты алынып салынганда, LTC4065 автоматтык түрдө аз ток абалына кирет жана батареянын агып кетиши төмөндөйт. 1μТөмөндө А. Кубат берилгенден кийин, LTC4065 өчүрүү режимине кирип, кубат менен камсыздоону 20га түшүрө алат.

μТөмөндө А. 2-сүрөт: кубаттоо абалынын агым диаграммасы LTC4065 ушуга окшош чечим. LTC4065 сыяктуу, MaximIntegrated MAX1551 да эң начар батарея жана кириш чыңалуу менен термикалык жактан чектелбестен, жылуулук чектөө функцияларына, оптималдуу кубаттоого ээ.

Жылуулук чегине жеткенде, MAX 15551 жана MAX 1555 заряддоону толугу менен токтотпойт, бирок системада муздатуу учурунда функцияны сактоого жардам берген заряддоо агымын акырындык менен азайтат. SOT23 пакети MAX1551 жана MAX 1555 сыяктуу колдонулат, Microchiptechnology тарабынан иштелип чыккан MCP73811 туруктуу басым жана туруктуу ток кубаттоо менен камсыз кылынат, акыркысы тышкы каршылык менен гана программаланган жана орнотулган жылуулук сенсорун башкаруу температурасынын чеги кубаттоо менен жабдылган. BQ2409X сериясы Texas Instruments (TI) космоско багытталган портативдик колдонууга туура келген жогорку интеграцияланган сызыктуу заряддагыч түзүлүш.

Бул IC USB портунун кубаттуулугу үчүн иштелип чыккан же жогорку кириш чыңалуу диапазону жана кириш ашыкча чыңалуудан коргоосу бар AC адаптерлери туураланбашы мүмкүн. BQ2904X жөнгө салуу, туруктуу ток жана туруктуу чыңалуу кубаттоо жүзөгө ашырат. Заряддоонун бардык этаптарында ички башкаруу цикли IC түйүнүнүн температурасын жана ички температура босогосунан ашканда кубаттоо агымынын төмөндүгүн көзөмөлдөйт.

Литий-иондук батарейкаларды заряддоо ыкмаларынын айкалышы портативдүү жана кийилүүчү системаларды курууга мүмкүндүк берет, бирок узунураак функция берилет жана батареянын көлөмүн азайтууга болот. Кичинекей салмак менен жашоонун ортосундагы эң жакшы соода. .