Решение по управлению литиевыми батареями для портативного оборудования

Awdur: Iflowpower - Proveedor de centrales eléctricas portátiles

Важность управления аккумуляторными батареями очевидна. Все больше и больше продуктов становятся портативными, пользуясь беспрецедентной независимостью. Около двадцати лет назад беспроводной телефон впервые предоставил свободу передвижения по дому.

Теперь портативные перезаряжаемые устройства позволяют людям оставаться на связи со своими семьями во время путешествий. Все больше продуктов используют перезаряжаемые батареи, и с уменьшением объема производства сложность этих продуктов постоянно повышается. Сама зарядная батарея также меняется, производители аккумуляторов стремятся выпускать новые продукты, которые адаптируются к быстро меняющимся рынкам.

Напряжение батареи увеличивается, характеристики формы изменяются, а плотность энергии также увеличивается. Потребители также глубоко понимают, что такое аккумулятор, им нужна большая гибкость, более продолжительный рабочий день, меньшая стоимость и более высокий уровень безопасности. Компания Microchip уже много лет работает над упрощением проектирования систем с использованием микроконтроллеров PIC.

В настоящее время компания Microchip использует эту технологию в линейке продуктов для управления аккумуляторными батареями, чтобы упростить и улучшить управление системой зарядки. Метод Во-первых, типичная система управления аккумуляторными батареями делится на четыре модуля: зарядка, защита, измерение электроэнергии и безопасность: 1. Аккумуляторная батарея на основе вторичной батареи отличается от аккумуляторной батареи, а вторичная аккумуляторная батарея заряжается после использования.

Вместо того, чтобы выбросить его, как батарейку. Типы и алгоритмы зарядных цепей разнообразны и подходят для зарядки определенных химических типов аккумуляторов. Также следует правильно выбрать положение зарядного устройства.

Зарядное устройство представляет собой автономное устройство: зарядка осуществляется напрямую от преобразователя или через преобразователь; зарядное устройство интегрируется в систему или в аккумуляторную батарею; другие важные факторы включают время зарядки, диапазон температур и требования к уровню шума. Компания Microchip поставляет разнообразные продукты для управления зарядкой для линейных зарядных устройств одинарных или двойных литий-ионных/полимерных аккумуляторов. Уровень выходного шума линейного зарядного устройства низок, что очень важно для тех, кто отправляет и получает голос и данные.

Импульсный контроллер зарядки PS200, рассчитанный на высокую эффективность и работающий на частоте до 1 МГц. Включает алгоритм зарядки литий-ионных, никелевых и свинцово-кислотных аккумуляторов. Поскольку конструкция импульсного зарядного устройства более сложная, компания Microchip предоставила программные инструменты, помогающие проектировщикам выполнять конфигурацию ИС и создавать принципиальные схемы.

Для стандартного промышленного зарядного устройства другим решением является использование ИС счетчика электроэнергии с контроллером зарядки. PS501 имеет импульсную схему зарядки для управления универсальным входом/выходом, что позволяет выполнить это требование. Такая топология обеспечивает очень компактное и экономичное решение.

Зарядная часть системы отделена, и у Microchip есть нужный алгоритм для оптимизации зарядки, включая максимизацию зарядной емкости, сокращение времени зарядки и достижение максимальной удовлетворенности клиентов. 2. Защита При использовании литий-ионного/полимерного аккумулятора необходимо обеспечить защиту, поскольку перезарядка или перегрев могут привести к возгоранию или взрыву.

Свинцово-кислотные или никелевые аккумуляторы не нуждаются в защите, но они часто поставляются для защиты схем с целью предотвращения повреждения или ухудшения характеристик аккумулятора. Основная схема защиты — это специальная схема, которая определяет возникновение опасной ситуации и отключает аккумуляторную батарею для предотвращения повреждения при обнаружении опасной ситуации. Вторичная схема защиты предотвращает продолжение зарядки и/или разрядки аккумулятора в небезопасном состоянии.

В случае выхода из строя основной цепи защиты он может обеспечить резервную защиту вторичной цепи. Пользователь также может добавить новый уровень защиты, например, химические предохранители, которые могут быть постоянно закрыты в случае отказа защиты другого уровня. Для основных схем защиты обычно используется специализированная ИС безопасности.

Что касается цепей вторичной защиты и обеспечения устойчивости, идеальным вариантом является ИС управления аккумуляторными батареями, поскольку они не увеличивают стоимость решений. Счетчики электроэнергии компании MICORCHIP, такие как PS501 и PS810, могут контролировать напряжение, напряжение аккумуляторной батареи, ток и температуру каждой батареи. Универсальный входной/выходной контакт (GPIO) имеет мощные функции конфигурирования, настройки и сброса любых возможных электрических количественных состояний.

Такая гибкость позволяет счетчику электроэнергии соответствовать очень высоким требованиям безопасности. 3. Измерение количества электроэнергии необходимо не только для контроля тока, вытекающего из аккумуляторной батареи.

Точный учет электроэнергии должен быть системным методом, всесторонне учитывающим типичные способы, окружающую среду и ожидания клиентов. В идеале ИС управления аккумулятором может обеспечить пользователю хорошую производительность, одновременно предоставляя системе необходимую информацию, чтобы она могла делать разумный выбор для улучшения производительности системы. Интеллектуальные алгоритмы учета электроэнергии могут продлить время работы системы и срок службы аккумулятора, а также обеспечить дополнительную безопасность за счет точного определения точек полного заряда и полного разряда.

Они также обнаруживают и предотвращают дисбаланс и перегрев аккумулятора. Эти алгоритмы можно настраивать в соответствии с состоянием системы, что позволяет замедлить старение батареи. Они используют настраиваемую модель поведения аккумулятора, чтобы гарантировать, что потери, вызванные саморазрядом, и зарядка будут произведены правильно.

Клиенты могут настраивать эти алгоритмы таким образом, чтобы пользователи принимали только соответствующую информацию, но не беспокоились о случайном отключении, которое может привести к потере данных. Измеритель мощности Microchip имеет расширенные функции, что делает измерение мощности более надежным. Аварийное завершение работы системы — одна из самых неприятных вещей при использовании портативных устройств, большинство людей, должно быть, испытывают то же самое.

Это снизит удовлетворенность клиентов и приведет к значительной потере данных, времени и денег. Неожиданное отключение обычно происходит, когда напряжение аккумуляторной батареи падает до уровня ниже уровня системы поддержки. При добавлении нагрузки напряжение батареи будет уменьшаться, особенно когда линия разряда закончится, наклон кривой разряда увеличится.

Чтобы предотвратить случайное отключение, Microchip использует алгоритм, основанный на информации о потреблении энергии при отключении, как показано ниже. Счетчик мощности автоматически выбирает подходящую точку отключения, чтобы гарантировать наличие достаточного количества остаточной энергии, выдает оповещение и сохраняет данные для пользователя. Со временем точки отключения также изменятся.

По мере старения аккумулятора его полная емкость снижается, также изменяется напряжение разрядной кривой. Алгоритм старения может регулировать точку отключения, гарантируя, что энергия не будет расходоваться по мере старения батареи. 4.

В системе со съемным аккумуляторным блоком следует использовать меры безопасности, чтобы предотвратить работу системы при ненадлежащем заряде аккумулятора. Если в системе используются неорганизованные химические ячейки, их чрезмерное перекрытие или наложение может привести к небезопасным состояниям. Если вы не используете химические элементы постоянного тока в соответствии с требованиями производителя, это может привести к снижению производительности и сокращению срока службы.

В настоящее время используется простой механический барьер, такой как уникальная форма спецификации или разъема, а также знак, считываемый с батареи. Но, к сожалению, эти меры безопасности легко нарушить. Пользователям действительно нужно гибкое решение на системном уровне, которое обеспечивает безопасность пользователей, улучшает производительность системы и обеспечивает долгосрочную надежность.

Microchip предлагает хорошее решение для проверки аккумуляторов — KeeloQ°Алгоритм шифрования, этот сжатый 64-битный алгоритм кодирования может обеспечить аппаратное обеспечение алгоритма KEELOQ для различных приложений, поставляемых промышленностью, хостом и периферийными устройствами. Сегодня алгоритм KeeloQ применяется в различных системах безопасности, таких как системы контроля доступа с использованием ключей (важные приложения в автомобильной промышленности). При использовании технологии KeeloQ для проверки аккумулятора система является хостом, а аккумулятор — периферийным устройством.

Система хранит код производителя и генератор случайных чисел. При изготовлении аккумулятора генерируется уникальный серийный номер и ключ, которые сохраняются в памяти и не подлежат изменению. При подключении аккумулятора к системе система запрашивает серийный номер и отправляет 32-битный чемпион.

Аккумулятор предоставит соответствующий серийный номер и даст 32-битный ответ. Благодаря широкому разнообразию систем управления аккумуляторными батареями компания Microchip использует технологию KeelOQ в своих продуктах управления аккумуляторными батареями и во многих микроконтроллерах PIC. При использовании в аккумуляторной батарее таймингов Microchip нет необходимости в дополнительном оборудовании для обеспечения функции безопасности системы.

Если в аккумуляторной батарее нет измерителя мощности, вы можете использовать микроконтроллер PIC в качестве периферийного оборудования KeeloQ. Аппаратное обеспечение хоста, поддерживающее технологию KeeloQ, включает процессоры, электрические компоненты и зарядные устройства. .