Solução de gerenciamento de bateria de lítio para equipamentos portáteis

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A importância do gerenciamento de baterias é evidente. Cada vez mais produtos estão migrando para direções portáteis, usando uma independência sem precedentes. Há algumas dezenas de anos, o telefone sem fio proporcionou pela primeira vez a liberdade de andar pela casa.

Agora, produtos recarregáveis ​​portáteis permitem que as pessoas permaneçam em contato com suas famílias enquanto viajam. Cada vez mais produtos usam baterias recarregáveis ​​e, com a diminuição do volume do produto, a complexidade desses produtos está melhorando constantemente. O carregamento da bateria em si também está mudando, os fabricantes de baterias se esforçam para lançar novos produtos que se adaptem às rápidas mudanças dos mercados.

A voltagem da bateria é adicionada, a especificação do formato é alterada e a densidade de energia também aumenta. O entendimento dos consumidores sobre baterias também é muito profundo, eles precisam ter mais flexibilidade, horas de trabalho mais longas, menor custo e maior segurança. A Microchip vem trabalhando duro para simplificar o design de sistemas com microcontroladores PIC há muitos anos.

Atualmente, a Microchip está usando essa tecnologia na linha de produtos de gerenciamento de bateria para simplificar e gerenciar melhor o sistema de carregamento. Método Primeiro, um sistema típico de gerenciamento de bateria é dividido em quatro módulos de carregamento, proteção, medição de eletricidade e segurança: 1. A bateria baseada na bateria secundária é diferente de uma bateria recarregável, e a bateria secundária é carregada após o uso.

Em vez de ser descartado como uma bateria. Os tipos e algoritmos de carregamento do circuito de carregamento são variados e são carregados adequadamente para tipos químicos específicos de baterias. A posição do carregador também deve ser selecionada adequadamente.

O carregador é uma unidade autônoma: a carga é feita diretamente pelo conversor ou por meio do conversor; o carregador é integrado ao sistema ou à bateria; outras considerações importantes incluem tempo de carregamento, faixa de temperatura e requisitos de ruído. A Microchip fornece uma variedade de produtos de gerenciamento de carga para carregadores lineares de baterias de íons de lítio/polímero simples ou duplas. O ruído de saída do carregador linear é baixo, o que é muito importante para quem envia e recebe voz e dados.

Projetado para alta eficiência, controlador de carregamento de modo de comutação PS200 de até 1 MHz. Inclui algoritmo para carregamento de baterias de íons de lítio, baterias de níquel e baterias de chumbo-ácido. Como o design do carregador de comutação é mais complicado, a Microchip forneceu ferramentas de software para orientar os projetistas a executar a configuração do CI e os diagramas do circuito.

Para o produto carregador fornecido pela indústria padrão, outra solução é usar o CI do medidor de eletricidade com um controlador de carga. O PS501 possui um circuito de carregamento de pulso para controlar entrada/saída universal, o que pode atender a esse requisito. Essa topologia fornece uma solução muito compacta e econômica.

A parte de carregamento do sistema é separada, e a Microchip tem o algoritmo desejado para otimizar o carregamento, incluindo a maximização da capacidade de carregamento, a redução do tempo de carregamento e faz com que os clientes obtenham a melhor satisfação. 2. Proteção Ao usar uma bateria de íons de lítio/polímero, é necessário fornecer proteção porque sobrecarga ou superaquecimento podem causar incêndio ou explosão.

Baterias de chumbo-ácido ou de níquel não precisam ser protegidas, mas geralmente são fornecidas para proteger circuitos e evitar danos ou degradação da bateria. O circuito de proteção principal é um circuito dedicado para detectar se ocorreu uma situação insegura e a bateria é desligada para evitar danos ao detectar uma situação insegura. O circuito de proteção secundário impede que a bateria continue carregando e/ou descarregando em condições inseguras.

Em caso de falha do circuito de proteção principal, ele pode fornecer proteção de backup para o circuito secundário. O usuário também pode adicionar um novo nível de proteção, como fusíveis químicos, e os fusíveis químicos podem ser fechados permanentemente quando o outro nível de proteção falhar. Um circuito integrado de segurança dedicado geralmente é usado para o circuito de proteção principal.

No que diz respeito aos circuitos de proteção secundária e proteção de estabilidade, os CIs de gerenciamento de bateria são ideais, pois não acrescentam custos às soluções. Os medidores de eletricidade da MICORCHIP, como PS501 e PS810, podem monitorar a voltagem, a voltagem da bateria, a corrente e a temperatura de cada bateria. O pino de entrada/saída universal (GPIO) possui funções de configuração poderosas, configurando e redefinindo quaisquer condições quantitativas elétricas possíveis.

Essa flexibilidade permite que o medidor de energia elétrica atenda a requisitos de segurança muito complexos. 3. A quantidade de medição de eletricidade não serve apenas para monitorar a corrente que sai da bateria.

A medição precisa de energia deve ser um método de sistema que considere de forma abrangente as formas típicas, o ambiente e as expectativas do cliente. Idealmente, o CI de gerenciamento de bateria pode fornecer bom desempenho de trabalho ao usuário, ao mesmo tempo em que fornece as informações necessárias ao sistema para que ele faça uma seleção inteligente para melhorar o desempenho do sistema. Algoritmos inteligentes de medição de eletricidade podem estender o tempo de execução do sistema e a vida útil da bateria, além de fornecer segurança adicional ao detectar com precisão o ponto de carga total e o ponto de descarga total.

Eles também detectam e previnem desequilíbrio e superaquecimento da bateria. Esses algoritmos podem ser ajustados de acordo com as condições do sistema e podem retardar o envelhecimento da bateria. Eles usam o modelo configurável de comportamento da bateria para garantir que a perda causada pela autodescarga e carregamento ocorra corretamente.

Esses algoritmos podem ser personalizados pelos clientes para que os usuários aceitem apenas informações relacionadas, mas não se preocupem com desligamentos acidentais que podem levar à perda de dados. O medidor de energia da Microchip tem função aprimorada, tornando a medição de energia mais confiável. O desligamento acidental do sistema é uma das coisas mais desagradáveis ​​ao usar dispositivos portáteis; a maioria das pessoas deve sentir o mesmo.

Isso reduzirá a satisfação do cliente e causará perda significativa de dados, tempo e dinheiro. O desligamento inesperado geralmente ocorre quando a voltagem da bateria cai para o sistema de suporte abaixo. Quando a carga é adicionada, a voltagem da bateria diminui, especialmente quando a linha de descarga termina, a inclinação da curva de descarga é adicionada.

Para evitar desligamentos acidentais, a Microchip usa um algoritmo baseado em informações de demanda de energia durante o desligamento, conforme mostrado abaixo. O medidor de energia seleciona automaticamente o ponto de desligamento apropriado para garantir que haja alertas de problemas de energia residual suficientes e salve os dados para o usuário. Com o tempo, os pontos de desligamento também mudarão.

Com o envelhecimento da bateria, a capacidade total diminui e a voltagem da curva de descarga também muda. O algoritmo de envelhecimento pode ajustar o ponto de desligamento para garantir que a energia seja desperdiçada com o envelhecimento da bateria. 4.

O sistema com bateria removível deve usar medidas de segurança para evitar que o sistema funcione sob o projeto de bateria irracional. Se o sistema adotar células químicas não organizadas, o excesso ou a sobreposição podem causar estados inseguros. Se você não usar células químicas de estado estacionário de acordo com os requisitos do fabricante, isso poderá resultar em diminuição do desempenho e redução da vida útil.

A barreira mecânica simples atual é usada atualmente, como uma especificação de formato exclusivo ou conector, e um sinal de leitura de sinal da bateria. Mas infelizmente, essas medidas de segurança são facilmente quebradas. O que os usuários realmente querem é uma solução flexível em nível de sistema que garanta a segurança do usuário, melhore o desempenho do sistema e forneça confiabilidade a longo prazo.

A Microchip fornece uma boa solução para verificação de bateria, KeeloQ°Algoritmo de criptografia, este algoritmo de codificação compactado de 64 bits pode fornecer o Hardware do algoritmo KEELOQ para várias aplicações fornecidas pela indústria, host e periféricos. Hoje, o algoritmo KeeloQ tem sido aplicado a vários sistemas de segurança, como sistemas de controle de acesso por chave (aplicações importantes na indústria automotiva). Ao usar a tecnologia KeeloQ para verificação de bateria, o sistema é um host e a bateria é um periférico.

O sistema armazena o código do fabricante e um gerador de números aleatórios. Quando a bateria é fabricada, um número de série e uma chave exclusivos são gerados e armazenados na memória e não serão alterados. Quando a bateria é conectada ao sistema, o sistema solicita um número de série e envia um campeão de 32 bits.

A bateria fornecerá o número de série correspondente e dará uma resposta de 32 bits. Devido à grande variedade de sistemas de gerenciamento de bateria, a Microchip usa a tecnologia KeelOQ em seus produtos de gerenciamento de bateria e em muitos microcontroladores PIC. Ao utilizar temporizadores de energia Microchip no pacote de bateria, não há necessidade de hardware adicional para fazer a função de segurança do sistema.

Se não houver um medidor de energia no pacote de bateria, você pode usar o microcontrolador PIC como um hardware periférico KeeloQ. O hardware host que suporta a tecnologia KeeloQ inclui processadores, grandezas elétricas e carregadores. .