Усули пуркунии батареяи литий-ион барои нигоҳдории энергия

著者：Iflowpower – Fornitur Portable Power Station

Дар муқоиса бо технологияҳои кӯҳна ба монанди никел-кадмий, технологияи химияи батареяи литий-ион зичии қувваи таҷҳизоти сайёрро хеле беҳтар мекунад ва вақти кори муқаррарии ин системаҳоро ҳангоми пуркунии якдафъа риоя мекунад. Таносуби худидоракунии батареяи литий-ион нисфи гидридҳои металлии никел-кадмий ва никелро ташкил медиҳад, ки он низ ба мӯҳлати истифода кӯмак мекунад, имкон медиҳад, ки таҷҳизот пур карда шавад, то муштариён пеш аз истифода харидани онро накунанд. Камбудии ионҳои литий назар ба технологияи кӯҳна нисбат ба химияи барвақт мураккабтар аст.

Бо вуҷуди ин, идоракунии эҳтиёткорона метавонад барои ба ҳадди аксар расонидани интиқоли қувваи ионҳои литий истифода шавад, на танҳо таҷрибаи беҳтарро таъмин мекунад, балки ба шумо имкон медиҳад, ки тарҳи худро барои истифодаи батареяҳои хурдтар танг кунед. Азбаски батарея таносуби назаррасро дар ҳаҷм ва вазни дастгоҳи фарсуда ташкил медиҳад, он бо иваз кардани як схемаи пуркунандаи барқ ​​​​ба дигар схемаи пуркунанда аҷиб аст. Мушкилоти асосии батареяҳои литий-ион дар он аст, ки онҳо ба пуркунии аз ҳад зиёд ҳассос мебошанд, зеро шиддати аз ҳад зиёд метавонад боиси фишори моддӣ гардад ва ҳамин тавр мӯҳлати хизмати батареяро кӯтоҳ кунад.

Агар заряд аз шиддати 4,2V барои як батарея зиёд бошад, онҳо инчунин хатари амниятро ба бор меоранд. Схемаи пурхарчро аз хад зиёд пур кардан мумкин аст, зеро батарея ба хадди хакикй намерасад.

Онҳо стратегияҳои ба истилоҳ пуркунии барқро истифода мебаранд, ин стратегия бартарии он дорад, ки зуд ба назар мерасад. Ин стратегия хусусиятҳои хатти пуркунии ионҳои литийро истифода мебарад, ки онро ба чор марҳилаи асосӣ тақсим кардан мумкин аст. Дар марҳилаи аввал ҷараёни доимӣ барои таъмини батарея истифода мешавад.

Бо батарея шиддати он каму беш хаттӣ аст. Шиддат дар наздикии қулла ҳамвор мешавад, ки дар ин вақт пуркунандаи барқ ​​метавонад қатъ шавад. Аммо, дар айни замон танҳо тақрибан 85% барқ ​​​​пур карда мешавад, ки дар натиҷа вақти истифода дар назария кам мешавад.

Илова бар ин, бо сабабҳои бехатарӣ, шиддати қатъкунӣ одатан аз шиддати ҳадди аксар муқаррар карда мешавад, ки ҳадди аксар барқро ба батарея коҳиш медиҳад. Шиддати қатъӣ 3,8 В аст, на ҳадди маъмулии 4.

2V, бинобар ин 60% иқтидори батарея дастрас аст. Қисми боқимондаи пуркунӣ ҳангоми пуршавӣ ё марҳилаи шиддати доимӣ анҷом дода мешавад. Ҳарчанд пуркунандаи зуд метавонад вақти лозимаро барои расидан ба марҳилаи пуркунӣ тавассути илова кардани ҷараёни пуркунӣ кам кунад, ин ба тамдиди марҳилаи пуркунӣ таъсир мерасонад ва марҳилаи сершавиро бодиққат ва дақиқ идора мекунад, то аз стресс муҳофизат кунад.

Расми 1: Марҳилаи пуркунии батареяҳои литий-ион, аз ҷумла марҳилаҳои танзими гармӣ дар шароити ҳарорати баланд. Санҷиши батареяи пур аз об душвор аст, аз ин рӯ, вақт ё сатҳи ҷорӣ ҳамчун прокси истифода бурда мешавад, то нишон диҳад, ки батарея ба пуркунии пурра наздик шудааст. Одатан, пуркунии пуркунӣ тақрибан ду соатро ташкил медиҳад ва ба ин васила вақти мувофиқро таъмин мекунад.

Ҳангоми пуркунии пуркунӣ, индекси ҷорӣ коҳиш меёбад. Вақте ки ҷараён тақрибан ба 3% сатҳе, ки дар марҳилаи аввал истифода мешавад, мерасад, батарея одатан пурра пур карда мешавад ва раванд метавонад қатъ шавад. Шиддате, ки ҳангоми пуркунии пурбор истифода мешавад, ба як фоиз ё беҳтар танзим карда мешавад.

Схемаҳое, ки заряди тофтаро иҷро мекунанд, метавонанд озмоиши ҷорӣ ва пахшро барои идоракунии равандҳо истифода баранд, то боварӣ ҳосил кунанд, ки барқ ​​пас аз муддате қатъ мешавад ва литийи металлӣ ҷамъ мешавад, ки дар натиҷа сӯхтор ба амал меояд. Ҳарорат инчунин дар пуркунии назорат муфид аст. Дар марҳилаи аввал, муқовимати дохилӣ нисбатан паст аст, батарея кам карда намешавад.

Пас аз ворид шудан ба марҳилаи сершавӣ, батарея гармтар мешавад. Аз ин рӯ, сенсори ҳарорат бо таъмини он, ки батарея аз ҳад зиёд гарм нашавад ва хатари бехатар дошта бошад, хеле муҳим аст. Истеҳсолкунандагони батарея барои маҳсулоти худ маҳдудияти ҳарорати бехатарро таъмин мекунанд ва маъмулан термисторҳоро таъмин мекунанд, ки онҳоро бо ADC ё схемаҳои муқоисакунанда дар схемаи пуркунандаи барқ ​​дар бастаи батарея истифода бурдан мумкин аст.

Раванди пуркунӣ бояд пеш аз тамомшавии чуқурӣ пур карда шавад. Ин барои аз нав барқарор кардани батареяи пуркунандаи барқ ​​​​пуркунии барқро истифода мебарад - санҷиши шиддати онҳо аз 3V камтар хоҳад буд. Пас аз он ки раванди трикл бо заряди кофӣ таъмин карда мешавад, шиддат то 3V ё бештар аз он афзоиш меёбад ва раванди муқаррарии пуркунии марҳилаи аввалро гирифтан мумкин аст.

Пуркунандаи барқи LTC4065 Linglurt IC бастаи хурди DFN-ро истифода мебарад, ки тарзи ташкили ҳалқаҳои бозгаштро барои дастгирии режимҳои гуногуни пуркунандаи барқ, ки барои батареяҳои литий-ион заруранд, таъмин мекунад. Дастгоҳ усулҳои пуркунии ҷараён ва шиддати доимӣ, инчунин ҳарорати доимиро дастгирӣ мекунад, то имкон медиҳад, ки пуркунии барқ ​​ба батарея самаранок бошад. Барои дастгирии пуркунии ҳарорати баланд, LTC4065 як схемаи лимити гармиро дорад.

Ин метавонад ҷараёни пуркунандаи барқро мувофиқи ҳарорати муқаррарии муҳити зист (на дар ҳолати бадтарин) муқаррар кунад ва кафолат диҳад, ки пуркунандаи барқ ​​дар бадтарин ҳолат ба таври худкор кам карда мешавад. Дар LTC4065, се ҳалқаи бозгашти пурқувват ҷараёни доимӣ, шиддати доимӣ ва режими ҳарорати доимиро назорат мекунад. Давраи чоруми бозгашти пурқувваткунанда барои илова кардани импеданси баромади ҷуфти манбаи ҷорӣ истифода мешавад, то боварӣ ҳосил кунад, ки як ҷараёни дренаж ҳамагӣ ҳазор маротиба аз ҷараёни дуюми дренаж аст.

Давраи алоҳидаи бозгашт барои амалиёти доимӣ ва шиддати доимӣ пуркунандаи барқро дар асоси ҳама гуна модел, ки кӯшиши кам кардани ҷараёни барқро дорад, маҷбур мекунад. Баромади дигари пурқувваткунанда тофта аст, ки ҳалқаи онро аз система самаранок нест мекунад. Ҳангоми дар ҳолати доимии ҷорӣ, он ба таври дақиқ ба 1v интиқол дода мешавад.

PIN Prog барои барномарезии ҷараён бо истифода аз муқовимати таҳаммулпазирии фоиз (rPROG). Вақте ки режими шиддати доимиро дӯст медорад, ҳалқаи шиддати доимӣ вуруди баръакси худро ба шиддати истинодҳои дохилӣ мебарад. Тақсимкунандаи резисторҳои дохилӣ кафолат медиҳад, ки шиддати батарея дар 4 боқӣ мемонад.

Шиддати PIN 2V.Prog инчунин метавонад ҷараёни барқро дар ҳолати шиддати доимӣ нишон диҳад. Дар кори маъмулӣ, давраи пуркунии барқ ​​​​бо режими доимии ҷорӣ оғоз меёбад - ҷараёни интиқол ба батарея ба 1000V / rProg баробар аст.

Агар истеъмоли қувваи LTC4065 ба наздик бошад 115°C, щуввазиёдкунии ҳарорати маҳдуд ба паст кардани ҷараёни пуркунии барқ ​​оғоз мекунад, ҳарорати чипро дар тақрибан маҳдуд мекунад 115°C. Пас аз баромадан аз режими маҳдудияти ҳарорат, LTC 4065 режими ҷорӣи доимиро бармегардонад ё режими шиддати доимиро аз режими ҳарорати доимӣ ворид мекунад. Новобаста аз он ки ин режим аст, шиддати pin PROG ба ҷараёне, ки ба батарея дода мешавад, мутаносиб аст.

Схемаи дохилии пахшкунии вақт ва идоракунии пуркунии барқ ​​​​функсияҳои заруриро барои идоракунии самараноки батареяи литий-ион такмил доданд. Дастгоҳ 0,6% дақиқии шиддати шинокунандаро таъмин мекунад, танҳо ду ҷузъи беруна.

Вақте ки қувваи воридот хориҷ карда мешавад, LTC4065 ба таври худкор ба ҳолати пасти ҷорӣ ворид мешавад ва ихроҷи батарея то ҳадди имкон кам мешавад. 1μА дар поён. Пас аз истифодаи қувваи барқ, LTC4065 метавонад ба ҳолати хомӯшӣ ворид шавад ва қувваи барқро то 20 гузорад.

μА дар поён. Тасвири 2: Диаграммаи ҷараёни пуркунии ҳолати пуркунии қарори LTC4065 ба ин монанд. Монанди LTC4065, MaximIntegrated MAX1551 инчунин дорои функсияҳои маҳдудкунандаи гармӣ, пуркунии оптималӣ, бидуни маҳдудияти гармидиҳӣ аз ҷониби бадтарин батарея ва шиддати вуруд мебошад.

Вақте ки ба ҳадди гармӣ мерасад, MAX 15551 ва MAX 1555 пуркунии барқро пурра қатъ намекунанд, балки ҷараёни барқро тадриҷан кам мекунанд, ки ба нигоҳ доштани функсия ҳангоми хунуккунӣ дар система кӯмак мекунад. Бастаи SOT23 истифода мешавад, ки ба MAX1551 ва MAX 1555 монанд аст, MCP73811, ки аз ҷониби Microchiptechnology таҳия шудааст, бо фишори доимӣ ва пуркунии доимии ҷорӣ таъмин карда мешавад, охирин танҳо бо муқовимати беруна барномарезӣ карда мешавад ва бо пуркунии маҳдудияти ҳарорати назорати сенсори гармии дарунсохт муҷаҳҳаз шудааст. Силсилаи BQ2409X Texas Instruments (TI) як дастгоҳи пуркунандаи пуркунандаи хаттӣ мебошад, ки ба истифодаи сайёри ба кайҳон нигаронидашуда дучор меояд.

Ин IC-ҳо барои қувваи порти USB тарҳрезӣ шудаанд ё метавонанд адаптерҳои AC бо диапазони баланди шиддати вуруд ва муҳофизат аз изофабори вуруд танзим карда шаванд. BQ2904X танзим, ҷараёни доимӣ ва пуркунии шиддати доимиро иҷро мекунад. Дар ҳама марҳилаҳои пуркунии барқ, ҳалқаи назорати дохилӣ ҳарорати пайвастшавии IC ва ҷараёни пасти пуркунии барқро ҳангоми зиёд шудани ҳадди ҳарорати дохилӣ назорат мекунад.

Гарчанде ки омезиши батареяҳои литий-ион барои пур кардани усулҳо имкон медиҳад, ки системаҳои сайёр ва фарсударо созанд, то системаҳои сайёр ва фарсударо дарозтар созанд, функсияи дарозтарин таъмин карда мешавад ва андозаи батареяро метавон кам кард. Беҳтарин мубодилаи байни хурд ба вазн ва ҳаёт. .