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[Torex] Verwendung des LDO-Reglers zum Laden kleiner Lithium-Ionen-Batterien (1/3)

Autor:Torex
Freigabe auf:2021-01-12

LDO wiederaufladbare kleine Lithium-Ionen-Batterielösung

Für das Internet der Dinge, tragbare Geräte und Backup industrieller Anwendungen

Es gibt viele Arten von Batterien, für die normalerweise spezielle Lade-ICs und spezielle Schutzausrüstung erforderlich sind.Im Folgenden wird eine neue Generation von wiederaufladbaren Batterien beschrieben, die mit billigen linearen LDO-Reglern problemlos aufgeladen werden können.Bevor wir uns dem Hauptthema zuwenden, wollen wir zunächst einige verschiedene Batterietypen untersuchen und vergleichen.

In der folgenden Tabelle (Abbildung 1) zeigen wir einige der weit verbreiteten Batteriechemien, die auf dem Markt leicht erhältlich sind.Für jede Batterie zeigen wir ihre Betriebsspannung an und geben eine Zusammenfassung der Vor- und Nachteile, die mit jedem Batterietyp verbunden sind.Diese Tabelle soll einen schnellen Überblick geben. Wir erkennen an, dass andere Chemikalien verfügbar sind und die Spezifikationen der einzelnen Batterien von Hersteller zu Hersteller variieren.

Primärbatterie

Name der Batterie	Typ (positive Elektrode)	Q.	Spannungsbereich	Merkmal
Lithium Batterie	Mangandioxid (Li-MnO 2)	3,0V	1,8 V ~ 3,2 V.	CR-Batterie.Die Impedanz ist niedriger als Li-SOCl2.
Lithium Batterie	Thionylchlorid (Li-SOCl 2)	3,6V	2,4 V bis 3,6 V.	ER Batterie.Große Kapazität für intelligente Zähler usw. Vorsicht vor hoher Impedanz.
Alkaline Batterie		1,5V	0,9 V bis 1,6 V.	Trockenbatterie mit hoher Kapazität und hoher Stromabgabe.
Zink-Kohlenstoff-Batterie		1,5V	0,9 V bis 1,6 V.	Trockenbatterie ist für den Langzeiteinsatz bei geringem Ausgangsstrom geeignet

wiederaufladbare Batterie

Name der Batterie	Typ (positive Elektrode)	Q.	Spannungsbereich	Merkmal
Litium-Ionen-Batterie (Einschließlich Lithiumpolymer)	Kobaltsäure Lithium(LiCoO2)ManganAcidLithium (LiMn2O4)	3,7V 3,8V	2,8 V ~ 4,2 V, 4,35 V, 4,4 V.	Gewöhnlicher Lithium-Akku.Der feste Typ ist fertig. Große Kapazität, niedrige Impedanz, geeignet für verschiedene Anwendungen. Zur Sicherheit ist eine Schutzschaltung (PCM) erforderlich. Mangan-Typ wird in Automobilen verwendet.
	Lithiumeisenphosphat (LiFePO4)	3,2V	2,8 V ~ 3,6 V.	Die Kapazität ist geringer als die oben genannte Kapazität, aber sie ist sicher und hat eine lange Lebensdauer.
	[negative Elektrode] Lithiumtitanat (Li4Ti5O12)	2,3 Volt	1,6 V ~ 2,6 V.	Es kann über LDO aufgeladen werden.Der halbfeste Typ ist fertig. Sicher, lange Lebensdauer, kompatibel mit Konstantspannungsladung und Schnellladung, geeignet für IoT usw.
NiMH-Batterien	Nickelhydroxid (NiOOH)	1,2V	1,0 V bis 1,3 V.	Im Vergleich zu Nickel-Cadmium-Batterien ist der Strom höher, die Kapazität größer und der Speichereffekt geringer
Nickel-Cadmium-Batterien	Nickelhydroxid (NiOOH)	1,2V	1,0 V bis 1,3 V.	Achten Sie auf den Memory-Effekt.

((Abbildung 1: Typische Primärbatterie und wiederaufladbare Batterie)

Im Allgemeinen beträgt die Nennspannung herkömmlicher Lithium-Ionen-Batterien 3,7 V, und sie erfordern einen dedizierten CC / CV-Lade-IC und eine dedizierte externe Schutzschaltung.Sie haben normalerweise einen engen Betriebs- und Ladetemperaturbereich, was die Verwendung in bestimmten Industrieanlagen schwierig macht.

Neue Niederspannungs-Lithium-Ionen-Batterie

Es ist eine neue Generation von Lithium-Ionen-Akkus mit einer Nennspannung zwischen 2 V und 3 V entstanden. Gegenüber herkömmlichen Lithium-Ionen-Produkten bieten sie viele Vorteile.Einige dieser neuen Batterien können mit einer konstanten Spannung von 2,5 V bis 3,0 V aufgeladen werden. Diese bieten Entwicklern aufregende Möglichkeiten, wie unten beschrieben:

Zu den Vorteilen gehören:

	bereitÜber LDOKonstanter DruckAufladen.Kein dedizierter teurer CV / CC-Lade-IC erforderlich.
	ÜberentladungswiderstandKann zur einfachen Niederdruckerkennung verwendet werden
	Da es sich um eine Batterie handelt, kann esHalten Sie eine konstante Spannung von 2,2 V bis 2,3 V für eine lange Zeit aufrecht. Im Vergleich zu Superkondensatoren (lineare Spannungsreduzierung) kann Energie einfacher und effizienter genutzt werden.
	Es gibt einige Produkte, die könnenHalten Sie hohen Temperaturen wie 70 ° C und 105 ° C stand.
	Auch AngeboteReflow / Wärmelaminierung kompatibelProdukt.
	Unterstützung des Reflow-LötensHalbfester BatterietypmitArt der KnopfzellenformEs ist leicht zu bekommen.

Einfache Ladelösung

In Abbildung 2 unten zeigen wir eine typische Schaltung zum Laden eines kleinen Li-Akkus und geben Anweisungen für den Betrieb in verschiedenen Zuständen.

((Figur 2: Typische Schaltung des Akkus)

Anleitung

Beim Laden des Akkus:

Der Akku wird mit einer konstanten Spannung aufgeladen, die vom LDC-Regler XC6240 / 15 bereitgestellt wird.
Innerhalb kurzer Zeit nach Beginn des Ladevorgangs steigt die Batteriespannung auf die Ausgangsspannung des LDO-Reglers an und wird dann allmählich aufgeladen.
Es ist nicht erforderlich, eine volle Ladung zu erkennen, und es ist normalerweise nicht erforderlich, den Regler nach der vollen Ladung auszuschalten.

Bei Verwendung von Batterien:

Nach dem Abschalten der Fahrgestellnummer wird der CE von XC6240 / 15 "niedrig", der LDO wird ausgeschaltet und der Leckstrom von der Lithiumbatterie zum LDO ist mit 0,24 µA sehr gering.
SBD verhindert Rückstrom von der Batterie zur Fahrgestellnummer.

Batteriespannungserkennung während der Entladung:

Diese Art von Batterie ist normalerweise entladungsbeständig, selbst bei wiederholten Überentladungsanwendungen reicht es aus, die Arbeit der Batterie durch einfache Entladungserkennung zu stoppen.
Diese Spannung wird vom XC6140 / 36 RESET IC erfasst und sein Ruhestrom ist mit nur 110 nA extrem niedrig.Der RESETB-Ausgang stoppt den Stromkreis der nächsten Ebene.