ວິທີການສາກແບັດເຕີຣີ Lithium-ion ສຳລັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ

著者：Iflowpower – Fornitur Portable Power Station

ເມື່ອປຽບທຽບກັບເຕັກໂນໂລຢີເກົ່າເຊັ່ນ: nickel-cadmium, ເຕັກໂນໂລຍີເຄມີຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ຊ່ວຍປັບປຸງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງອຸປະກອນພົກພາ, ແລະປະຕິບັດຕາມເວລາປົກກະຕິຂອງລະບົບເຫຼົ່ານີ້ເມື່ອການສາກໄຟຄັ້ງດຽວ. ອັດຕາສ່ວນການປົດປ່ອຍຕົນເອງຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ແມ່ນເຄິ່ງຫນຶ່ງຂອງ nickel-cadmium ແລະ nickel metal hydrides, ເຊິ່ງຍັງຊ່ວຍໃຫ້ອາຍຸການເກັບຮັກສາ, ຊ່ວຍໃຫ້ອຸປະກອນສາມາດສາກໄຟໄດ້, ດັ່ງນັ້ນລູກຄ້າບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງຊື້ກ່ອນການນໍາໃຊ້. ຂໍ້ເສຍຂອງ lithium ions ແມ່ນສະລັບສັບຊ້ອນຫຼາຍກ່ວາເຕັກໂນໂລຊີເກົ່າກ່ວາເຄມີສາດຕົ້ນ.

ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການຄຸ້ມຄອງຄວາມລະມັດລະວັງສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມປະສິດທິພາບການສົ່ງພະລັງງານຂອງ lithium ions, ບໍ່ພຽງແຕ່ສະຫນອງປະສົບການທີ່ດີກວ່າ, ແຕ່ຍັງຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານແຄບການອອກແບບຂອງທ່ານເພື່ອໃຊ້ຫມໍ້ໄຟຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ. ເນື່ອງຈາກແບດເຕີລີ່ກວມເອົາອັດຕາສ່ວນທີ່ສໍາຄັນໃນຂະຫນາດແລະນ້ໍາຫນັກຂອງອຸປະກອນສວມໃສ່, ມັນເປັນທີ່ຫນ້າສັງເກດໂດຍການປ່ຽນວົງຈອນການສາກໄຟໄປຫາວົງຈອນສາກໄຟອື່ນ. ບັນຫາທີ່ສໍາຄັນຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ແມ່ນຍ້ອນວ່າພວກມັນມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການສາກໄຟຫຼາຍເກີນໄປ, ເພາະວ່າແຮງດັນສູງເກີນໄປສາມາດເຮັດໃຫ້ຄວາມກົດດັນຂອງວັດສະດຸ, ດັ່ງນັ້ນຊີວິດຫມໍ້ໄຟສັ້ນລົງ.

ຖ້າການສາກໄຟເກີນແຮງດັນ 4.2V ຕໍ່ແບດເຕີລີ່, ພວກເຂົາເຈົ້າຍັງຈະນໍາເອົາຄວາມສ່ຽງດ້ານຄວາມປອດໄພ. ວົງຈອນການສາກໄຟທີ່ມີລາຄາຖືກສາມາດສາກເກີນໄດ້, ເພາະວ່າແບດເຕີລີ່ບໍ່ຮອດຂີດຈໍາກັດຕົວຈິງ.

ພວກເຂົາເຈົ້າໃຊ້ອັນທີ່ເອີ້ນວ່າຍຸດທະສາດການສາກໄຟແລະແລ່ນ, ຍຸດທະສາດນີ້ມີປະໂຫຍດທີ່ມັນເບິ່ງໄດ້ໄວ. ຍຸດທະສາດນີ້ໃຊ້ລັກສະນະຂອງເສັ້ນໂຄ້ງການສາກໄຟ lithium ion, ເຊິ່ງສາມາດແບ່ງອອກເປັນສີ່ຂັ້ນຕອນທີ່ສໍາຄັນ. ໄລຍະທໍາອິດໃຊ້ກະແສຄົງທີ່ເພື່ອສະຫນອງຫມໍ້ໄຟ.

ດ້ວຍແບດເຕີຣີ, ແຮງດັນຂອງມັນແມ່ນເສັ້ນຫຼາຍຫຼືຫນ້ອຍ. ແຮງດັນໄຟຟ້າຖືກແປໃນບໍລິເວນໃກ້ຄຽງຂອງຈຸດສູງສຸດ, ໃນເວລານັ້ນເຄື່ອງສາກສາມາດຢຸດໄດ້. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມີພຽງແຕ່ປະມານ 85% ຂອງການຄິດຄ່າໃນເວລານີ້, ສົ່ງຜົນໃຫ້ເວລາການນໍາໃຊ້ຕ່ໍາໃນທິດສະດີ.

ນອກຈາກນັ້ນ, ເນື່ອງຈາກເຫດຜົນດ້ານຄວາມປອດໄພ, ແຮງດັນຕັດອອກໂດຍປົກກະຕິແມ່ນຖືກກໍານົດໄວ້ຕ່ໍາກວ່າແຮງດັນໄຟຟ້າສູງສຸດ, ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງສຸດທີ່ໃຊ້ກັບຫມໍ້ໄຟ. ແຮງດັນໄຟຟ້າຕັດແມ່ນ 3.8V ຫຼາຍກວ່າປົກກະຕິສູງສຸດຂອງ 4.

2V, ດັ່ງນັ້ນ 60% ຂອງຄວາມອາດສາມາດຫມໍ້ໄຟສາມາດໃຊ້ໄດ້. ສ່ວນທີ່ເຫຼືອຂອງການສາກໄຟແມ່ນດໍາເນີນການໃນລະຫວ່າງການອີ່ມຕົວຫຼືໄລຍະແຮງດັນຄົງທີ່. ເຖິງແມ່ນວ່າເຄື່ອງຊາດໄວສາມາດຫຼຸດຜ່ອນເວລາທີ່ຕ້ອງການເພື່ອບັນລຸໄລຍະການອີ່ມຕົວໂດຍການເພີ່ມກະແສໄຟຟ້າ, ນີ້ມີຜົນກະທົບຂອງການຂະຫຍາຍໄລຍະການອີ່ມຕົວ, ແລະຄຸ້ມຄອງຂັ້ນຕອນການອີ່ມຕົວຢ່າງລະມັດລະວັງແລະຖືກຕ້ອງເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມກົດດັນ.

ຮູບທີ 1: ຂັ້ນຕອນການສາກໄຟຂອງແບດເຕີລີ່ lithium ion ລວມທັງຂັ້ນຕອນການປັບຄວາມຮ້ອນພາຍໃຕ້ສະພາບອຸນຫະພູມສູງ. ມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະທົດສອບແບັດເຕີຣີທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍການໄຫຼລົ້ນ, ສະນັ້ນເວລາ ຫຼື ລະດັບປັດຈຸບັນແມ່ນໃຊ້ເປັນຕົວຊີ້ບອກວ່າແບັດເຕີຣີໃກ້ຈະສຳເລັດແລ້ວ. ປົກກະຕິແລ້ວ, ການສາກໄຟການອີ່ມຕົວແມ່ນປະມານສອງຊົ່ວໂມງ, ດັ່ງນັ້ນການສະຫນອງເວລາທີ່ເຫມາະສົມ.

ໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟຄວາມອີ່ມຕົວ, ດັດຊະນີປັດຈຸບັນຫຼຸດລົງ. ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າມາຮອດປະມານ 3% ຂອງລະດັບທີ່ໃຊ້ໃນໄລຍະທໍາອິດ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແບດເຕີລີ່ຖືກພິຈາລະນາວ່າຖືກສາກໄຟເຕັມແລະຂະບວນການສາມາດຢຸດໄດ້. ແຮງດັນທີ່ໃຊ້ໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟອີ່ມຕົວແມ່ນປັບເປັນໜຶ່ງເປີເຊັນ ຫຼືດີກວ່າ.

ວົງຈອນທີ່ປະຕິບັດການຮັບຜິດຊອບການອີ່ມຕົວສາມາດນໍາໃຊ້ການທົດສອບໃນປະຈຸບັນແລະກົດເພື່ອຈັດການຂະບວນການເພື່ອຮັບປະກັນວ່າພະລັງງານຈະຖືກຕັດຫຼັງຈາກໄລຍະເວລາ, ແລະໂລຫະ lithium ສະສົມ, ເຮັດໃຫ້ເກີດໄຟໄຫມ້. ອຸນຫະພູມຍັງມີປະໂຫຍດໃນການຄວບຄຸມການສາກໄຟ. ໃນຂັ້ນຕອນທໍາອິດ, ຄວາມຕ້ານທານພາຍໃນແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາ, ຫມໍ້ໄຟຈະບໍ່ tapered.

ເມື່ອເຂົ້າສູ່ໄລຍະການອີ່ມຕົວ, ແບັດເຕີຣີຈະກາຍເປັນອຸ່ນຂຶ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ເຊັນເຊີອຸນຫະພູມແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການຮັບປະກັນວ່າຫມໍ້ໄຟຈະບໍ່ຮ້ອນເກີນໄປແລະມີຄວາມສ່ຽງທີ່ປອດໄພແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນຫຼາຍ. ຜູ້ຜະລິດແບດເຕີຣີຈະສະຫນອງການຈໍາກັດອຸນຫະພູມທີ່ປອດໄພສໍາລັບຜະລິດຕະພັນຂອງພວກເຂົາ, ແລະໂດຍປົກກະຕິສະຫນອງເຄື່ອງຄວບຄຸມຄວາມຮ້ອນທີ່ສາມາດນໍາໃຊ້ກັບ ADCs ຫຼືວົງຈອນປຽບທຽບໃນວົງຈອນ charger ໃນຊຸດຫມໍ້ໄຟ.

ຂະບວນການສາກໄຟຈະຕ້ອງຖືກສາກກ່ອນຄວາມເລິກ. ອັນນີ້ໃຊ້ການສາກແບບ trickle ເພື່ອສືບຕໍ່ແບັດເຕີຣີທີ່ສາມາດສາກໄດ້ - ທົດສອບແຮງດັນຂອງພວກມັນຈະຕໍ່າກວ່າ 3V. ເມື່ອຂະບວນການ trickle ໄດ້ຖືກສະຫນອງດ້ວຍຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ພຽງພໍ, ແຮງດັນໄຟຟ້າຈະເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງ 3V ຫຼືຫຼາຍກວ່ານັ້ນແລະຂະບວນການສາກໄຟໃນຂັ້ນຕອນທໍາອິດປົກກະຕິສາມາດໄດ້ຮັບການປະຕິບັດ.

IC ເຄື່ອງສາກ LTC4065 ຂອງ LTC4065 ໃຊ້ຊຸດ DFN ຂະໜາດນ້ອຍທີ່ສະໜອງວິທີການຈັດລະບຽບຂໍ້ຄິດເຫັນເພື່ອຮອງຮັບຮູບແບບການສາກໄຟຕ່າງໆທີ່ຕ້ອງການສຳລັບແບັດເຕີຣີ lithium ion. ອຸປະກອນສະຫນັບສະຫນູນວິທີການສາກໄຟໃນປະຈຸບັນແລະແຮງດັນຄົງທີ່, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບອຸນຫະພູມຄົງທີ່ເພື່ອໃຫ້ການສາກໄຟທີ່ມີປະສິດທິພາບຢູ່ໃກ້ກັບຫມໍ້ໄຟ. ເພື່ອຮອງຮັບການສາກໄຟດ້ວຍອຸນຫະພູມສູງ, LTC4065 ມີວົງຈອນຈໍາກັດຄວາມຮ້ອນ.

ນີ້ສາມາດກໍານົດກະແສສາກໄຟໃຫ້ສອດຄ່ອງກັບອຸນຫະພູມສະພາບແວດລ້ອມປົກກະຕິ (ແທນທີ່ຈະເປັນກໍລະນີທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ສຸດ), ແລະໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າເຄື່ອງສາກໄຟຫຼຸດລົງໂດຍອັດຕະໂນມັດໃນກໍລະນີທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ສຸດ. ໃນ LTC4065, ສາມເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງຕິຊົມ loops ຄວບຄຸມກະແສຄົງທີ່, ແຮງດັນຄົງທີ່, ແລະໂຫມດອຸນຫະພູມຄົງທີ່. ວົງການຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນຂອງເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງທີ່ສີ່ແມ່ນໃຊ້ເພື່ອເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານຜົນຜະລິດຂອງຄູ່ແຫຼ່ງປະຈຸບັນເພື່ອຮັບປະກັນວ່າກະແສນ້ໍາຫນຶ່ງແມ່ນພຽງແຕ່ຫນຶ່ງພັນເທົ່າຂອງກະແສໄຟຟ້າທີສອງ.

ວົງຈອນການຕິຊົມແຍກຕ່າງຫາກສໍາລັບການດໍາເນີນງານຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າຄົງທີ່ແລະຄົງທີ່ບັງຄັບໃຫ້ເຄື່ອງສາກໂດຍອີງໃສ່ຮູບແບບໃດໆທີ່ພະຍາຍາມຫຼຸດຜ່ອນການສາກໄຟ. ຜົນຜະລິດເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນອີ່ມຕົວ, ເຊິ່ງປະສິດທິຜົນກໍາຈັດ loop ຂອງມັນອອກຈາກລະບົບ. ເມື່ອຢູ່ໃນໂຫມດປະຈຸບັນຄົງທີ່, ມັນຖືກຂັບເຄື່ອນຢ່າງຖືກຕ້ອງກັບ 1v.

ປັກໝຸດ Prog ເພື່ອດໍາເນີນໂຄງການກະແສໄຟຟ້າໂດຍໃຊ້ຕົວຕ້ານທານຄວາມທົນທານຕໍ່ເປີເຊັນ (rPROG). ເມື່ອໂຫມດແຮງດັນຄົງທີ່ຖືກຮັກແພງ, ວົງຈອນແຮງດັນຄົງທີ່ຂັບ inverted input ຂອງຕົນກັບແຮງດັນການອ້າງອິງພາຍໃນ. ຕົວແບ່ງຕົວຕ້ານທານພາຍໃນໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າແຮງດັນຂອງຫມໍ້ໄຟຍັງຄົງຢູ່ທີ່ 4.

ແຮງດັນ 2V.Prog pin ຍັງສາມາດຊີ້ບອກການສາກໄຟໃນໂຫມດແຮງດັນຄົງທີ່. ໃນການເຮັດວຽກປົກກະຕິ, ໄລຍະເວລາການສາກໄຟເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍໂຫມດຄົງທີ່ - ປະຈຸບັນທີ່ສົ່ງກັບຫມໍ້ໄຟແມ່ນເທົ່າກັບ 1000V / rProg.

ຖ້າການບໍລິໂພກພະລັງງານຂອງ LTC4065 ແມ່ນຢູ່ໃກ້ກັບ 115°C, ເຄື່ອງຂະຫຍາຍອຸນຫະພູມທີ່ຈໍາກັດຈະເລີ່ມຫຼຸດລົງກະແສໄຟຟ້າ, ຈໍາກັດອຸນຫະພູມຂອງຊິບໃນປະມານ 115°C. ເມື່ອໂຫມດການຈໍາກັດອຸນຫະພູມຖືກອອກຈາກ, LTC 4065 ຈະກັບຄືນຮູບແບບປະຈຸບັນຄົງທີ່ຫຼືເຂົ້າໄປໃນໂຫມດແຮງດັນຄົງທີ່ຈາກໂຫມດອຸນຫະພູມຄົງທີ່. ບໍ່ວ່າຈະເປັນໂຫມດ, ແຮງດັນຂອງ PROG pin ແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບປະຈຸບັນທີ່ສົ່ງກັບຫມໍ້ໄຟ.

ວົງຈອນການກົດດັນພາຍໃນເວລາແລະການຈັດການການສາກໄຟແບບ trickle ໄດ້ປັບປຸງຫນ້າທີ່ທີ່ຈໍາເປັນສໍາລັບການຄຸ້ມຄອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ທີ່ມີປະສິດທິພາບ. ອຸປະກອນສະຫນອງຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ 0.6%, ພຽງແຕ່ສອງອົງປະກອບພາຍນອກ.

ເມື່ອໄຟປ້ອນເຂົ້າຖືກຖອດອອກ, LTC4065 ຈະເຂົ້າສູ່ສະຖານະທີ່ຕໍ່າໂດຍອັດຕະໂນມັດ ແລະການຮົ່ວໄຫຼຂອງແບັດເຕີຣີຈະຫຼຸດລົງເປັນ 1μA ຂ້າງລຸ່ມນີ້. ຫຼັງຈາກໃຊ້ພະລັງງານ, LTC4065 ສາມາດເຂົ້າສູ່ໂຫມດປິດແລະຫຼຸດລົງການສະຫນອງພະລັງງານ 20.

μA ຂ້າງລຸ່ມນີ້. ຮູບທີ 2: ຕາຕະລາງການໄຫຼຂອງສະຖານະສາກໄຟ LTC4065 ການຕັດສິນໃຈທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບນີ້. ຄ້າຍຄືກັນກັບ LTC4065, MaximIntegrated MAX1551 ຍັງມີຫນ້າທີ່ຈໍາກັດຄວາມຮ້ອນ, ການສາກໄຟທີ່ດີທີ່ສຸດ, ໂດຍບໍ່ມີການຖືກຈໍາກັດຄວາມຮ້ອນໂດຍແບດເຕີລີ່ກໍລະນີທີ່ຮ້າຍແຮງທີ່ສຸດແລະແຮງດັນຂາເຂົ້າ.

ເມື່ອເຖິງຂີດຈຳກັດຄວາມຮ້ອນແລ້ວ, MAX 15551 ແລະ MAX 1555 ຈະບໍ່ຢຸດການສາກທັງໝົດ, ແຕ່ຄ່ອຍໆຫຼຸດກະແສສາກໄຟລົງ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຮັກສາການທຳງານເມື່ອຄວາມເຢັນໃນລະບົບ. ຊຸດ SOT23 ຖືກນໍາໃຊ້, ຄ້າຍຄືກັນກັບ MAX1551 ແລະ MAX 1555, MCP73811 ພັດທະນາໂດຍ Microchiptechnology ໄດ້ຖືກສະຫນອງດ້ວຍຄວາມກົດດັນຄົງທີ່ແລະການສາກໄຟຄົງທີ່ໃນປະຈຸບັນ, ສຸດທ້າຍພຽງແຕ່ດໍາເນີນໂຄງການໂດຍການຕໍ່ຕ້ານພາຍນອກ, ແລະມີການຕິດຕັ້ງເຊັນເຊີຄວາມຮ້ອນໃນຕົວຄວບຄຸມອຸນຫະພູມການສາກໄຟຈໍາກັດ. ຊຸດ BQ2409X ຂອງ Texas Instruments (TI) ເປັນອຸປະກອນສາກໄຟແບບເສັ້ນທີ່ປະສົມປະສານສູງ, ປະເຊີນກັບການໃຊ້ງານແບບພົກພາໃນພື້ນທີ່.

ICs ເຫຼົ່ານີ້ຖືກອອກແບບມາສໍາລັບພະລັງງານຂອງພອດ USB ຫຼືອາດຈະບໍ່ຖືກປັບປ່ຽນອະແດບເຕີ AC ທີ່ມີລະດັບແຮງດັນຂາເຂົ້າສູງແລະການປ້ອງກັນ overvoltage ຂາເຂົ້າ. BQ2904X ປະຕິບັດການປັບ, ການສາກໄຟຄົງທີ່ແລະແຮງດັນຄົງທີ່. ໃນຂັ້ນຕອນການສາກໄຟທັງໝົດ, ຮອບຄວບຄຸມພາຍໃນຈະຕິດຕາມອຸນຫະພູມຂອງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ IC ແລະກະແສສາກໄຟຕໍ່າກວ່າເມື່ອອຸນຫະພູມພາຍໃນເກີນຂີດກຳນົດ.

ເຖິງແມ່ນວ່າການລວມເອົາແບດເຕີລີ່ lithium-ion ເຂົ້າໃນເຕັກນິກການສາກໄຟອະນຸຍາດໃຫ້ການກໍ່ສ້າງລະບົບ Portable ແລະ wearable ເພື່ອເຮັດໃຫ້ການກໍ່ສ້າງແບບພົກພາແລະລະບົບ wearable ຍາວ, ຫນ້າທີ່ຍາວທີ່ສຸດແມ່ນສະຫນອງ, ແລະຂະຫນາດຫມໍ້ໄຟສາມາດຫຼຸດລົງ. ການຄ້າທີ່ດີທີ່ສຸດລະຫວ່າງຂະຫນາດນ້ອຍກັບນ້ໍາຫນັກແລະຊີວິດ. .