Metodu tal-iċċarġjar tal-batterija tal-jone tal-litju għall-ħażna tal-enerġija

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Portable Power Station Supplier

Meta mqabbel mat-teknoloġiji qodma bħal nikil-kadmju, it-teknoloġija tal-kimika tal-batteriji tal-jone tal-litju ttejjeb ħafna d-densità tal-qawwa tat-tagħmir portabbli, u ssegwi l-ħin ta &39;tħaddim normali ta&39; dawn is-sistemi meta l-iċċarġjar wieħed ikun. Il-proporzjon ta &39;l-awto-skarigu tal-batterija tal-jone tal-litju huwa nofs tan-nikil-kadmju u l-idruri tal-metall tan-nikil, li jgħin ukoll il-ħajja fuq l-ixkaffa, jippermetti li t-tagħmir jiċċarġja, sabiex il-klijenti ma jkollhomx għalfejn jixtru qabel l-użu. L-iżvantaġġ tal-jonji tal-litju huwa aktar kumpless minn teknoloġija antika mill-kimika bikrija.

Madankollu, ġestjoni kawta tista &39;tintuża biex timmassimizza t-twassil tal-enerġija tal-joni tal-litju, mhux biss tipprovdi esperjenza aħjar, iżda tippermetti wkoll li tnaqqas id-disinn tiegħek biex tuża batteriji iżgħar. Peress li l-batterija tammonta għal proporzjon sinifikanti fid-daqs u l-piż tal-apparat li jintlibes, huwa notevoli billi tissostitwixxi ċirkwit tal-iċċarġjar għal ċirkwit tal-iċċarġjar ieħor. Il-problema ewlenija tal-batteriji tal-jone tal-litju hija minħabba li huma sensittivi ħafna għall-iċċarġjar eċċessiv, minħabba li vultaġġ għoli wisq jista &39;jikkawża stress materjali, u b&39;hekk iqassar il-ħajja tal-batterija.

Jekk il-ħlas jaqbeż il-vultaġġ ta &39;4.2V għal kull batterija, dawn se jġibu wkoll riskji għas-sigurtà. Ċirkwiti tal-iċċarġjar bi prezz baxx jistgħu jiġu ċċarġjati żżejjed, minħabba li l-batterija ma tilħaqx il-limitu attwali.

Jużaw l-hekk imsejħa strateġiji tal-iċċarġjar u t-tħaddim, din l-istrateġija għandha l-vantaġġ li tidher malajr. Din l-istrateġija tuża l-karatteristiċi tal-kurva tal-iċċarġjar tal-jone tal-litju, li tista &39;tinqasam f&39;erba&39; stadji ewlenin. L-ewwel fażi tuża kurrent kostanti biex tforni l-batterija.

Bil-batterija, il-vultaġġ tagħha huwa bejn wieħed u ieħor lineari. Il-vultaġġ huwa ċċattjat fil-viċinanza tal-quċċata, f&39;liema ħin il-ċarġer jista &39;jieqaf. Madankollu, madwar 85% biss jiċċarġjaw f&39;dan iż-żmien, li jirriżulta fil-ħin tal-użu li jkun baxx fit-teorija.

Barra minn hekk, minħabba raġunijiet ta &39;sikurezza, il-vultaġġ tal-qtugħ huwa tipikament stabbilit taħt il-vultaġġ massimu, inaqqas aktar il-ħlas massimu applikat għall-batterija. Il-vultaġġ ta &39;qtugħ huwa 3.8V aktar milli l-massimu tipiku ta&39; 4.

2V, għalhekk 60% tal-kapaċità tal-batterija hija disponibbli. Il-bqija tal-iċċarġjar isir waqt saturazzjoni jew fażi ta &39;vultaġġ kostanti. Għalkemm il-ċarġer veloċi jista &39;jnaqqas il-ħin meħtieġ biex jilħaq il-fażi ta&39; saturazzjoni billi jżid il-kurrent tal-iċċarġjar, dan għandu l-effett li jestendi l-fażi ta &39;saturazzjoni, u jimmaniġġja b&39;attenzjoni u preċiż l-istadju ta&39; saturazzjoni biex iħares kontra l-istress.

Figura 1: Stadju ta &39;ċċarġjar ta&39; batteriji tal-jone tal-litju, inklużi stadji ta &39;aġġustament termali f&39;kundizzjonijiet ta&39; temperatura għolja. Huwa diffiċli li tittestja l-batterija sħiħa ta &39;overflow, għalhekk il-ħin jew il-livell tal-kurrent jintuża bħala prokura biex jindika li l-batterija kienet qrib l-iċċarġjar komplut. Normalment, l-iċċarġjar tas-saturazzjoni huwa ta &39;madwar sagħtejn, u b&39;hekk jipprovdi sett ta&39; ħin raġonevoli.

Waqt l-iċċarġjar tas-saturazzjoni, l-indiċi kurrenti jonqos. Meta l-kurrent jilħaq madwar 3% tal-livell użat fl-ewwel fażi, il-batterija ġeneralment titqies li tkun iċċarġjata kompletament u l-proċess jista &39;jieqaf. Il-vultaġġ użat waqt iċċarġjar saturat huwa aġġustat għal wieħed fil-mija jew aħjar.

Ċirkwiti li jwettqu ċarġ saturati jistgħu jużaw ittestjar kurrenti u agħfas biex jimmaniġġjaw proċessi biex jiżguraw li l-enerġija tinqata &39;wara perjodu ta&39; żmien, u l-litju tal-metall jakkumula, li jirriżulta f&39;nar. It-temperatura hija utli wkoll fl-iċċarġjar tal-kontroll. Fl-ewwel stadju, ir-reżistenza interna hija relattivament baxxa, il-batterija mhux se tkun għax-xejn.

Ladarba tidħol f&39;fażi ta &39;saturazzjoni, il-batterija tisħon. Għalhekk, is-sensor tat-temperatura huwa relatat mal-iżgurar li l-batterija ma tisħonx iżżejjed u jkollha riskju sikur huwa importanti ħafna. Il-manifatturi tal-batteriji se jipprovdu limitu ta &39;temperatura sikur għall-prodotti tagħhom, u tipikament jipprovdu termistors li jistgħu jintużaw ma&39; ADCs jew ċirkwiti komparaturi fiċ-ċirkwit tal-ċarġer fil-pakkett tal-batterija.

Il-proċess tal-iċċarġjar għandu jiġi ċċarġjat qabel it-tnaqqis tal-fond. Dan juża trickle charging biex jerġa &39;jibda l-batterija li tista&39; tiġi ċċarġjata - ittestjat il-vultaġġ tagħhom se jkun inqas minn 3V. Ladarba l-proċess ta &39;trickle jiġi fornut b&39;ċarġ suffiċjenti, il-vultaġġ jitla&39; għal 3V jew aktar u l-proċess normali tal-iċċarġjar tal-ewwel stadju jista&39; jittieħed f&39;idejh.

Il-ċarġer LTC4065 IC ta &39;Linglurt juża pakkett DFN ta&39; daqs żgħir li jipprovdi kif torganizza linji ta &39;feedback biex tappoġġja d-diversi modi ta&39; ċċarġjar meħtieġa għal batteriji tal-jone tal-litju. L-apparat jappoġġja metodi ta &39;ċċarġjar ta&39; kurrent kostanti u vultaġġ kostanti, kif ukoll temperatura kostanti biex tippermetti prossimità effettiva ta &39;ċċarġjar mal-batterija. Sabiex tappoġġja l-iċċarġjar ta &39;temperatura għolja, l-LTC4065 għandu ċirkwit ta&39; limitu tas-sħana.

Dan jista &39;jiffissa l-kurrent tal-iċċarġjar skont temperatura ambjentali tipika (aktar milli l-agħar każ), u jiżgura li l-ċarġer jitnaqqas awtomatikament fl-agħar każ. Fl-LTC4065, tliet amplifikaturi feedback loops jikkontrollaw kurrent kostanti, vultaġġ kostanti, u mod ta &39;temperatura kostanti. Ir-raba &39;ċirkwit ta&39; feedback tal-amplifikatur jintuża biex iżżid l-impedenza tal-ħruġ tal-par ta &39;sors kurrenti biex jiġi żgurat li kurrent tad-drain wieħed huwa biss elf darba tat-tieni kurrent tad-drain.

Loop ta &39;feedback separat għal operazzjonijiet ta&39; kurrent kostanti u vultaġġ kostanti jġiegħel lill-ċarġer ibbażat fuq kwalunkwe mudell li jipprova jimminimizza l-kurrent tal-iċċarġjar. Output ieħor ta &39;amplifikatur huwa saturat, li effettivament jelimina l-linja tiegħu mis-sistema. Meta fil-modalità kurrenti kostanti, huwa misjuq b&39;mod preċiż għal 1v.

Prog pin biex tipprogramma l-kurrent billi tuża resistor ta &39;tolleranza fil-mija (rPROG). Meta l-mod ta &39;vultaġġ kostanti huwa maħbub, il-linja ta&39; vultaġġ kostanti jsuq l-input invertit tiegħu għall-vultaġġ ta &39;referenza intern. Id-diviżur tar-reżistenza interna jiżgura li l-vultaġġ tal-batterija jibqa &39;f&39;4.

Il-vultaġġ tal-pin 2V.Prog jista &39;wkoll jindika l-kurrent tal-iċċarġjar fil-modalità ta&39; vultaġġ kostanti. F&39;xogħol tipiku, il-perjodu tal-iċċarġjar jibda b&39;mod ta &39;kurrent kostanti - il-kurrent ikkunsinnat lill-batterija huwa ugwali għal 1000V / rProg.

Jekk il-konsum tal-enerġija tal-LTC4065 huwa qrib 115°C, l-amplifikatur tat-temperatura tal-limitu se jibda jbaxxi l-kurrent tal-iċċarġjar, jillimita t-temperatura taċ-ċippa f&39;madwar 115°C. Ladarba l-mod ta &39;restrizzjoni tat-temperatura tinħareġ, l-LTC 4065 se jerġa&39; lura mod ta &39;kurrent kostanti jew jidħol fil-modalità ta&39; vultaġġ kostanti mill-modalità ta &39;temperatura kostanti. Kemm jekk huwiex mod, il-vultaġġ tal-pin PROG huwa proporzjonali għall-kurrent imwassal lill-batterija.

Iċ-ċirkwiti interni tal-istampa tal-ħin u l-ġestjoni tal-iċċarġjar trickle tejbu l-funzjonijiet meħtieġa għall-ġestjoni effettiva tal-batterija tal-jone tal-litju. L-apparat jipprovdi 0.6% ta &39;preċiżjoni tal-vultaġġ li jżomm f&39;wiċċ l-ilma, żewġ komponenti esterni biss.

Meta titneħħa l-qawwa tad-dħul, l-LTC4065 awtomatikament jidħol fi stat ta &39;kurrent baxx u t-tnixxija tal-batterija titbaxxa għal 1μA hawn taħt. Wara li tiġi applikata l-enerġija, l-LTC4065 jista &39;jidħol fil-modalità ta&39; għeluq u waqqa &39;l-provvista tal-enerġija għal 20.

μA hawn taħt. Figura 2: Ċarġ tal-fluss tal-istatus tal-iċċarġjar deċiżjoni LTC4065 simili għal din. Simili għal LTC4065, MaximIntegrated MAX1551 għandu wkoll funzjonijiet li jillimitaw termali, iċċarġjar ottimali, mingħajr ma jkun ristrett termalment mill-agħar każ tal-batterija u l-vultaġġ tad-dħul.

Meta jintlaħaq il-limitu tas-sħana, il-MAX 15551 u l-MAX 1555 mhux se jwaqqfu kompletament l-iċċarġjar, iżda gradwalment inaqqsu l-kurrent tal-iċċarġjar, li jgħin biex iżżomm il-funzjoni meta tkessaħ fis-sistema. Il-pakkett SOT23 jintuża, simili għall-MAX1551 u MAX 1555, l-MCP73811 żviluppat minn Microchiptechnology huwa fornut bi pressjoni kostanti u ċċarġjar ta &39;kurrent kostanti, dan tal-aħħar ipprogrammat biss minn reżistenza esterna, u huwa mgħammar b&39;iċċarġjar tal-limitu tat-temperatura ta&39; kontroll tas-sensor tas-sħana integrat. Is-serje BQ2409X ta &39;Texas Instruments (TI) hija apparat ta&39; ċarġer lineari integrat ħafna, li jiffaċċja użu portabbli orjentat lejn l-ispazju.

Dawn l-ICs huma ddisinjati għall-enerġija tal-port USB jew jistgħu ma jiġux aġġustati AC adapters b&39;firxa ta &39;vultaġġ ta&39; input għoli u protezzjoni ta &39;vultaġġ eċċessiv ta&39; input. BQ2904X iwettaq aġġustament, iċċarġjar ta &39;kurrent kostanti u vultaġġ kostanti. Fl-istadji kollha tal-iċċarġjar, il-linja ta &39;kontroll intern jimmonitorja t-temperatura tal-junction IC u l-kurrent tal-iċċarġjar aktar baxx meta jaqbeż il-limiti tat-temperatura interna.

Għalkemm il-kombinazzjoni ta &39;batteriji tal-jone tal-litju biex iċċarġjaw tekniki tippermetti l-bini ta&39; sistemi portabbli u li jintlibsu biex jagħmlu l-bini sistemi portabbli u li jintlibsu jagħmlu itwal, l-itwal funzjoni hija fornuta, u d-daqs tal-batterija jista &39;jitnaqqas. L-aħjar kompromess bejn iż-żgħir għall-piż u l-ħajja. .