Energiyani saqlash uchun lityum-ion batareyani zaryadlash usuli

著者：Iflowpower – Provedor de central eléctrica portátil

Nikel-kadmiy kabi eski texnologiyalar bilan taqqoslaganda, lityum-ion batareyalar kimyosi texnologiyasi portativ uskunaning quvvat zichligini sezilarli darajada yaxshilaydi va bitta zaryadlanganda ushbu tizimlarning normal ishlash vaqtini kuzatadi. Lityum-ion batareyasining o&39;z-o&39;zidan tushirish nisbati nikel-kadmiy va nikel metall gidridlarining yarmini tashkil etadi, bu ham raf umriga yordam beradi, uskunani zaryad qilish imkonini beradi, shuning uchun mijozlar foydalanishdan oldin sotib olishlari shart emas. Lityum ionlarining kamchiliklari erta kimyoga qaraganda eski texnologiyaga qaraganda ancha murakkab.

Biroq, ehtiyotkorlik bilan boshqarish lityum ionlarining quvvatini maksimal darajada oshirish uchun ishlatilishi mumkin, bu nafaqat yaxshi tajribani ta&39;minlabgina qolmay, balki kichikroq batareyalardan foydalanish uchun dizayningizni toraytirish imkonini beradi. Batareya taqiladigan qurilmaning o&39;lchami va og&39;irligida sezilarli nisbatga ega bo&39;lganligi sababli, zaryadlash pallasini boshqa zaryadlash pallasiga almashtirish bilan ajralib turadi. Lityum-ion batareyalarning asosiy muammosi shundaki, ular haddan tashqari zaryadlashga juda sezgir, chunki juda yuqori kuchlanish moddiy stressga olib kelishi mumkin, bu esa batareyaning ishlash muddatini qisqartiradi.

Agar zaryad har bir akkumulyator uchun 4,2V kuchlanishdan oshsa, ular xavfsizlikka xavf tug&39;diradi. Arzon narxlardagi zaryadlash davrlari ortiqcha zaryadlanishi mumkin, chunki batareya haqiqiy chegaraga etib bormaydi.

Ular zaryadlash va ishga tushirish deb ataladigan strategiyalardan foydalanadilar, bu strategiyaning afzalligi shundaki, u tez ko&39;rinadi. Ushbu strategiya to&39;rtta asosiy bosqichga bo&39;linishi mumkin bo&39;lgan lityum ion zaryadlash egri chizig&39;ining xususiyatlaridan foydalanadi. Birinchi bosqich batareyani ta&39;minlash uchun doimiy oqimdan foydalanadi.

Batareya bilan uning kuchlanishi ko&39;proq yoki kamroq chiziqli. Tepalik yaqinida kuchlanish tekislanadi, bu vaqtda zaryadlovchi to&39;xtashi mumkin. Biroq, hozirgi vaqtda faqat taxminan 85% zaryad oladi, buning natijasida foydalanish vaqti nazariy jihatdan past bo&39;ladi.

Bunga qo&39;shimcha ravishda, xavfsizlik sababli, kesish kuchlanishi odatda maksimal kuchlanish ostida o&39;rnatiladi, batareyaga qo&39;llaniladigan maksimal zaryadni yanada kamaytiradi. Chiqib ketish kuchlanishi odatdagi maksimal 4 ga qaraganda 3,8 V ni tashkil qiladi.

2V, shuning uchun batareya quvvatining 60% mavjud. Zaryadlashning qolgan qismi to&39;yinganlik yoki doimiy kuchlanish bosqichida amalga oshiriladi. Tez zaryadlovchi zaryadlash oqimini qo&39;shish orqali to&39;yinganlik bosqichiga erishish uchun zarur bo&39;lgan vaqtni qisqartirishi mumkin bo&39;lsa-da, bu to&39;yinganlik fazasini uzaytiradi va stressdan himoya qilish uchun to&39;yinganlik bosqichini diqqat bilan va aniq boshqaradi.

1-rasm: Lityum-ion batareyalarni zaryadlash bosqichi, shu jumladan yuqori harorat sharoitida termal sozlash bosqichlari. Batareyaning to&39;lib toshganligini tekshirish qiyin, shuning uchun batareyaning to&39;liq zaryadlash arafasida ekanligini ko&39;rsatish uchun vaqt yoki oqim darajasi proksi sifatida ishlatiladi. Odatda, to&39;yinganlik zaryadlash taxminan ikki soatni tashkil qiladi va shu bilan o&39;rtacha vaqtni ta&39;minlaydi.

To&39;yinganlik zaryadlash vaqtida joriy indeks pasayadi. Oqim birinchi bosqichda ishlatiladigan darajadan taxminan 3% ga yetganda, batareya odatda to&39;liq zaryadlangan deb hisoblanadi va jarayon to&39;xtashi mumkin. To&39;yingan zaryadlash paytida ishlatiladigan kuchlanish bir foizga yoki undan ko&39;proq o&39;rnatiladi.

To&39;yingan zaryadni amalga oshiradigan kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sxemalari joriy sinovdan foydalanishi va jarayonlarni boshqarish uchun bosimdan foydalanishi mumkin, bu esa ma&39;lum vaqtdan keyin quvvatning uzilishini va metall litiyning to&39;planishini ta&39;minlashi va yong&39;inga olib kelishi mumkin. Harorat zaryadlashni nazorat qilishda ham foydalidir. Birinchi bosqichda ichki qarshilik nisbatan past, batareya torayib ketmaydi.

To&39;yinganlik bosqichiga kirgandan so&39;ng, batareya issiqroq bo&39;ladi. Shuning uchun harorat sensori batareyaning haddan tashqari qizib ketmasligi va xavfsiz xavfga ega bo&39;lishini ta&39;minlash bilan bog&39;liq. Batareya ishlab chiqaruvchilari o&39;z mahsulotlari uchun xavfsiz harorat chegarasini ta&39;minlaydilar va odatda batareyalar to&39;plamidagi zaryadlovchi pallasida ADC yoki komparator davrlari bilan ishlatilishi mumkin bo&39;lgan termistorlar bilan ta&39;minlaydilar.

Zaryadlash jarayoni chuqurlik tugashidan oldin zaryadlanishi kerak. Bu zaryadlanuvchi akkumulyatorni qayta ishga tushirish uchun to&39;lqinli zaryaddan foydalanadi - sinovdan o&39;tgan ularning kuchlanishi 3V dan past bo&39;ladi. Damlama jarayoni etarli zaryad bilan ta&39;minlangandan so&39;ng, kuchlanish 3V yoki undan ko&39;proqqa ko&39;tariladi va normal birinchi bosqich zaryadlash jarayonini qabul qilish mumkin.

Linglurt&39;s LTC4065 zaryadlovchi IC litiy-ionli batareyalar uchun zarur bo&39;lgan turli zaryadlash rejimlarini qo&39;llab-quvvatlash uchun qayta aloqa halqalarini qanday tashkil qilishni ta&39;minlovchi kichik o&39;lchamli DFN to&39;plamidan foydalanadi. Qurilma doimiy oqim va doimiy kuchlanishni zaryadlash usullarini qo&39;llab-quvvatlaydi, shuningdek batareyaga samarali zaryadlash yaqinligini ta&39;minlash uchun doimiy haroratni qo&39;llab-quvvatlaydi. Yuqori haroratli zaryadlashni qo&39;llab-quvvatlash uchun LTC4065 issiqlik chegarasi davriga ega.

Bu zaryadlash oqimini odatdagi atrof-muhit haroratiga (eng yomon holatda emas) mos ravishda o&39;rnatishi va eng yomon holatda zaryadlovchining avtomatik ravishda kamaytirilishini ta&39;minlashi mumkin. LTC4065 da uchta kuchaytirgichning qayta aloqa halqalari doimiy oqim, doimiy kuchlanish va doimiy harorat rejimini boshqaradi. To&39;rtinchi kuchaytirgich teskari aloqa zanjiri bitta drenaj oqimi ikkinchi drenaj oqimining ming marta bo&39;lishini ta&39;minlash uchun joriy manba juftining chiqish empedansini qo&39;shish uchun ishlatiladi.

Doimiy oqim va doimiy kuchlanish operatsiyalari uchun alohida teskari aloqa zanjiri zaryadlovchini zaryadlash oqimini minimallashtirishga harakat qiladigan har qanday modelga asoslangan holda majbur qiladi. Kuchaytirgichning yana bir chiqishi to&39;yingan bo&39;lib, uning aylanishini tizimdan samarali ravishda yo&39;q qiladi. Doimiy oqim rejimida u 1v ga aniq boshqariladi.

Foiz bardoshlik qarshiligi (rPROG) yordamida oqimni dasturlash uchun prog pin. Doimiy kuchlanish rejimi sevilganda, doimiy kuchlanish halqasi o&39;zining teskari kirishini ichki mos yozuvlar kuchlanishiga olib boradi. Ichki rezistorni ajratuvchi batareya kuchlanishining 4 darajasida qolishini ta&39;minlaydi.

2V.Prog pin kuchlanishi doimiy kuchlanish rejimida zaryadlash oqimini ham ko&39;rsatishi mumkin. Oddiy ishda zaryadlash davri doimiy oqim rejimidan boshlanadi - batareyaga etkazilgan oqim 1000V / rProg ga teng.

LTC4065 ning quvvat sarfi yaqin bo&39;lsa 115°C, chegara harorati kuchaytirgichi zaryadlash oqimini pasaytira boshlaydi, chipning haroratini taxminan cheklaydi 115°C. Haroratni cheklash rejimidan chiqqandan so&39;ng, LTC 4065 doimiy oqim rejimiga qaytadi yoki doimiy harorat rejimidan doimiy kuchlanish rejimiga kiradi. Bu rejim bo&39;ladimi, PROG pinining kuchlanishi batareyaga etkazib beriladigan oqimga mutanosibdir.

Vaqtni bosishning ichki sxemasi va zaryadlash boshqaruvi lityum-ion batareyalarni samarali boshqarish uchun zarur bo&39;lgan funktsiyalarni yaxshiladi. Qurilma 0,6% suzuvchi kuchlanish aniqligini ta&39;minlaydi, faqat ikkita tashqi komponent.

Kirish quvvati o&39;chirilganda, LTC4065 avtomatik ravishda past oqim holatiga kiradi va batareyaning oqish darajasi kamayadi. 1μQuyida A. Quvvat kiritilgandan so&39;ng, LTC4065 o&39;chirish rejimiga kirishi va quvvat manbaini 20 ga tushirishi mumkin.

μQuyida A. 2-rasm: Zaryadlash holatining oqim sxemasi LTC4065 qarori shunga o&39;xshash. LTC4065 ga o&39;xshab, MaximIntegrated MAX1551 ham eng yomon batareya va kirish voltaji bilan termal cheklanmagan holda, termal cheklash funktsiyalariga, optimal zaryadlashga ega.

Issiqlik chegarasiga erishilganda, MAX 15551 va MAX 1555 zaryadlashni to&39;liq to&39;xtatmaydi, lekin zaryadlash oqimini asta-sekin kamaytiradi, bu tizimda sovutish vaqtida funktsiyani saqlashga yordam beradi. SOT23 to&39;plami MAX1551 va MAX 1555 ga o&39;xshash ishlatiladi, Microchiptechnology tomonidan ishlab chiqilgan MCP73811 doimiy bosim va doimiy oqim zaryadlash bilan ta&39;minlanadi, ikkinchisi faqat tashqi qarshilik bilan dasturlashtirilgan va o&39;rnatilgan issiqlik sensori nazorati harorat chegarasi zaryadlash bilan jihozlangan. Texas Instruments (TI) ning BQ2409X seriyali kosmosga moʻljallangan portativ foydalanishga moʻljallangan yuqori darajada integratsiyalangan chiziqli zaryadlovchi qurilmadir.

Ushbu IC&39;lar USB port quvvati uchun mo&39;ljallangan yoki yuqori kirish kuchlanish diapazoni va kirish haddan tashqari kuchlanishdan himoyalangan AC adapterlari sozlanmasligi mumkin. BQ2904X sozlash, doimiy oqim va doimiy kuchlanishni zaryadlashni amalga oshiradi. Zaryadlashning barcha bosqichlarida ichki nazorat pastadiri IC ulanish haroratini va ichki harorat chegaralaridan oshib ketganda pastroq zaryadlash oqimini nazorat qiladi.

Zaryadlash texnikasi uchun lityum-ion batareyalarning kombinatsiyasi portativ va taqiladigan tizimlarni qurishga imkon beradigan bo&39;lsa-da, portativ va taqiladigan tizimlarni uzoqroq qilish imkonini beradi, lekin eng uzun funktsiya ta&39;minlanadi va batareya hajmini kamaytirish mumkin. Kichkina vazn va hayot o&39;rtasidagi eng yaxshi kelishuv. .