hírek

[Torex] Hogyan használjuk az LDO szabályozót kis lítium-ion akkumulátorok töltésére (1/3)

Szerző:Torex
Engedje fel:2021-01-12

LDO újratölthető kis lítium-ion akkumulátor megoldás

A tárgyak internetéhez, hordható eszközökhöz és ipari alkalmazások biztonsági mentéséhez

Sokféle akkumulátor létezik, ezekhez általában külön töltő IC-kre és külön védelmi berendezésekre van szükség.Az alábbiakban egy új generációs újratölthető elemeket tárgyalunk, amelyek olcsó lineáris LDO szabályozókkal könnyen feltölthetők.Mielőtt rátérnénk a fő témára, először nézzük át és hasonlítsuk össze az akkumulátorok különböző típusait.

Az alábbi táblázatban (1. ábra) bemutatunk néhány, a piacon könnyen elérhető akkumulátor vegyszert.Minden akkumulátor esetében megjelenítjük az üzemi feszültséget, és összefoglaljuk az egyes elemtípusokhoz kapcsolódó előnyöket és hátrányokat.Ez a táblázat gyors áttekintésként szolgál, és tudomásul vesszük, hogy más vegyi anyagok is rendelkezésre állnak, és az egyes akkumulátorok specifikációja gyártónként változik.

Elsődleges akkumulátor

Az akkumulátor neve	Típus (pozitív elektróda)	Q	feszültségtartomány	funkció
lítium akkumulátor	mangán-dioxid (Li-MnO2)	3,0 V	1,8 V ~ 3,2 V	CR akkumulátor.Az impedancia alacsonyabb, mint az Li-SOCl2.
lítium akkumulátor	Tionil-klorid (Li-SOCl2)	3,6 V	2,4 V - 3,6 V	ER akkumulátor.Nagy kapacitás beépítve intelligens mérőkhöz stb. Óvakodjon a nagy impedanciától.
Alkáli elem		1,5 V	0,9 V - 1,6 V	Száraz akkumulátor nagy kapacitással és nagy áramkimenettel.
Szén-cink akkumulátor		1,5 V	0,9 V - 1,6 V	A száraz akkumulátor hosszú távú használatra alkalmas alacsony kimeneti áram mellett

újratölthető elem

Az akkumulátor neve	Típus (pozitív elektróda)	Q	feszültségtartomány	funkció
Lítium-ion akkumulátor (Lítium polimert is tartalmaz)	Kobalt-sav lítium(LiCoO2)mangánsavLítium (LiMn2O4)	3.7V 3.8V	2,8 V ~ 4,2 V, 4,35 V, 4,4 V	Szokásos lítium akkumulátor.A szilárd típus készen áll. Nagy kapacitás, alacsony impedancia, alkalmas különféle alkalmazásokhoz. A biztonság érdekében védőáramkörre (PCM) van szükség. A mangán típust gépjárművekben használják.
	Lítium-vas-foszfát (LiFePO4)	3,2 V	2,8 V ~ 3,6 V	A kapacitás alacsonyabb, mint a fent említett kapacitás, de biztonságos és hosszú élettartammal rendelkezik.
	[negatív elektróda] Lítium-titanát (Li4Ti5O12)	2,3 volt	1,6 V ~ 2,6 V	Az LDO-n keresztül lehet tölteni.A félig szilárd típus készen áll. Biztonságos, hosszú élettartam, kompatibilis az állandó feszültségű töltéssel és a gyors töltéssel, alkalmas IoT-hez stb.
NiMH elemek	Nikkel-hidroxid (NiOOH)	1.2V	1,0 V - 1,3 V	A nikkel-kadmium elemekkel összehasonlítva az áram nagyobb, a kapacitás nagyobb és a tárolási hatás kisebb
Nikkel-kadmium elemek	Nikkel-hidroxid (NiOOH)	1.2V	1,0 V - 1,3 V	Ügyeljen a memória effektusra.

(1.ábra: Tipikus elsődleges akkumulátor és újratölthető akkumulátor)

Általában a hagyományos lítium-ion akkumulátorok névleges feszültsége 3,7 V, és ehhez külön CC / CV töltő IC-re és dedikált külső védelmi áramkörre van szükség.Rendszerint szűk üzemi és töltési hőmérsékleti tartományuk van, ami megnehezíti bizonyos ipari berendezésekben történő alkalmazást.

Új kisfeszültségű lítium-ion akkumulátor

Megjelent az új generációs lítium-ion akkumulátor, amelynek névleges feszültsége 2V és 3V között van. A hagyományos lítium-ion termékekkel összehasonlítva számos előnyük van.Ezen új elemek egy része 2,5–3,0 V állandó feszültséggel tölthető, és ezek izgalmas lehetőségeket kínálnak a tervezők számára az alábbiak szerint:

Az előnyök a következők:

	készAz LDO-n keresztülÁllandó nyomásTöltse fel.Nincs szükség külön drága CV / CC töltő IC-re.
	Túl kisülési ellenállás, Egyszerű alacsony nyomás érzékelésre használható
	Mivel akkumulátorról van szó, képesTartson hosszú ideig állandó 2,2 - 2,3 V feszültséget. A szuperkondenzátorokhoz képest (lineárisan csökkentő feszültség) az energia könnyebben és hatékonyabban felhasználható.
	Vannak olyan termékek, amelyek képesekEllenáll a magas hőmérsékletnek, például 70 ° C és 105 ° C.
	Ajánlatokat is kínálReflow / termikus laminálás kompatibilistermék.
	Támogatja a visszafolyó forrasztástFélig szilárd akkumulátor típusval velA gomb cellájának alakjaKönnyű beszerezni.

Egyszerű töltési megoldás

Az alábbi 2. ábrán egy tipikus áramkört szemléltetünk egy kis Li akkumulátor töltésére, és utasításokat adunk a különböző állapotokban végzett műveletekhez.

(2. ábra: Az akkumulátor tipikus áramköre)

Utasítás

Az akkumulátor töltésekor:

Az akkumulátort állandó feszültséggel töltik fel, amelyet az XC6240 / 15 LDO szabályozó biztosít.
A töltés megkezdése után rövid időn belül az akkumulátor feszültsége az LDO szabályozó kimeneti feszültségére emelkedik, majd fokozatosan feltöltődik.
Nincs szükség a teljes töltés észlelésére, és a teljes töltés után általában nem kell kikapcsolni a szabályozót.

Elemek használata esetén:

A VIN levágása után az XC6240 / 15 CE-értéke "alacsony" lesz, az LDO kikapcsol, és a lítium akkumulátorból az LDO-ba áramló szivárgási áram nagyon kicsi, 0,24 µA.
Az SBD megakadályozza az akkumulátor VIN felé történő áramlását.

Az akkumulátor feszültségének érzékelése lemerülés közben:

Ez a fajta akkumulátor általában ellenáll a lemerülésnek, még többszörös túltöltési alkalmazások esetén is, elegendő az akkumulátor működésének leállításához egyszerű lemerülés érzékeléssel.
Ezt a feszültséget az XC6140 / 36 RESET IC érzékeli, és nyugalmi árama rendkívül alacsony, csak 110nA.A RESETB kimenet leállítja a következő szint áramkört.