Berita

[Torex] Cara menggunakan regulator LDO untuk mengisi daya baterai lithium-ion kecil (1/3)

Penulis:Torex
Lepaskan di:2021-01-12

Larutan baterai lithium-ion kecil isi ulang LDO

Untuk Internet of Things, perangkat yang dapat dikenakan dan cadangan aplikasi industri

Ada banyak jenis baterai, dan biasanya membutuhkan IC pengisian daya khusus dan peralatan perlindungan khusus.Di bawah ini kami membahas baterai isi ulang generasi baru yang dapat dengan mudah diisi menggunakan regulator LDO linier murah.Sebelum beralih ke topik utama, mari kita ulas dulu dan bandingkan beberapa jenis baterai yang berbeda.

Pada tabel di bawah (Gambar 1), kami menunjukkan beberapa kimia baterai bekas yang sudah tersedia di pasaran.Untuk setiap baterai, kami akan menampilkan tegangan operasinya dan memberikan ringkasan keuntungan dan kerugian yang terkait dengan setiap jenis baterai.Tabel ini dimaksudkan sebagai gambaran umum singkat, dan kami mengakui bahwa ada bahan kimia lain yang tersedia, dan spesifikasi setiap baterai berbeda dari satu produsen ke produsen lainnya.

Baterai primer

Nama baterai	Jenis (elektroda positif)	Q	rentang tegangan	fitur
baterai lithium	mangan dioksida (Li-MnO2)	3.0V	1.8V ~ 3.2V	Baterai CR.Impedansinya lebih rendah dari Li-SOCl2.
baterai lithium	Thionyl Chloride (Li-SOCl2)	3.6V	2,4 V hingga 3,6 V.	Baterai ER.Kapasitas besar dimasukkan ke dalam smart meter, dll. Waspadai impedansi tinggi.
Baterai alkaline		1.5V	0,9 V sampai 1,6 V.	Baterai kering dengan kapasitas tinggi dan keluaran arus tinggi.
Baterai Seng Karbon		1.5V	0,9 V sampai 1,6 V.	Baterai kering cocok untuk penggunaan jangka panjang dengan arus keluaran rendah

baterai isi ulang

Nama baterai	Jenis (elektroda positif)	Q	rentang tegangan	fitur
Baterai ion lithium (Termasuk polimer lithium)	Asam kobalt litium(LiCoO2)manganasamLitium (LiMn2O4)	3.7V 3.8V	2,8 V ~ 4,2 V, 4,35 V, 4,4 V.	Baterai isi ulang lithium biasa.Tipe padat sudah siap. Kapasitas besar, impedansi rendah, cocok untuk berbagai aplikasi. Untuk keamanan, diperlukan sirkuit pelindung (PCM). Jenis mangan digunakan di mobil.
	Lithium Iron Phosphate (LiFePO4)	3.2V	2.8V ~ 3.6V	Kapasitasnya lebih rendah dari kapasitas yang disebutkan di atas, tetapi aman dan memiliki umur yang panjang.
	[elektroda negatif] Lithium titanate (Li4Ti5O12)	2,3 volt	1.6V ~ 2.6V	Itu dapat diisi melalui LDO.Tipe semi-padat sudah siap. Aman, tahan lama, kompatibel dengan pengisian tegangan konstan dan pengisian cepat, cocok untuk IoT, dll.
Baterai NiMH	Nikel hidroksida (NiOOH)	1.2V	1,0 V sampai 1,3 V.	Dibandingkan dengan baterai nikel-kadmium, arusnya lebih tinggi, kapasitasnya lebih besar, dan efek penyimpanannya lebih kecil
Baterai nikel-kadmium	Nikel hidroksida (NiOOH)	1.2V	1,0 V sampai 1,3 V.	Perhatikan efek memori.

(Gambar 1: Baterai primer tipikal dan baterai isi ulang)

Umumnya, voltase nominal baterai lithium-ion tradisional adalah 3,7V, dan membutuhkan IC pengisian CC / CV khusus dan sirkuit perlindungan eksternal khusus.Mereka biasanya memiliki kisaran suhu pengoperasian dan pengisian yang sempit, sehingga sulit untuk digunakan pada peralatan industri tertentu.

Baterai lithium ion tegangan rendah baru

Generasi baru baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang dengan tegangan nominal antara 2V dan 3V telah muncul Dibandingkan dengan produk lithium-ion tradisional, mereka memiliki banyak keunggulan.Beberapa dari baterai baru ini dapat diisi dengan tegangan konstan 2.5V hingga 3.0V, dan ini memberikan peluang menarik bagi perancang seperti yang dijelaskan di bawah ini:

Manfaatnya meliputi:

	siapMelalui LDOTekanan konstanIsi ulang.Tidak perlu IC pengisian CV / CC mahal khusus.
	Lebih dari resistensi pelepasan, Dapat digunakan untuk deteksi tekanan rendah sederhana
	Karena ini adalah baterai, itu bisaPertahankan tegangan konstan 2,2V hingga 2,3V untuk waktu yang lama. Dibandingkan dengan superkapasitor (pengurangan tegangan linier), energi dapat digunakan dengan lebih mudah dan efisien.
	Ada beberapa produk yang bisaTahan suhu tinggi seperti 70 ° C dan 105 ° C.
	Juga menawarkanKompatibel dengan aliran ulang / laminasi termalproduk.
	Mendukung penyolderan reflowJenis baterai semi-soliddenganJenis bentuk sel tombolMudah didapat.

Solusi pengisian sederhana

Pada Gambar 2 di bawah ini, kami mengilustrasikan rangkaian tipikal untuk mengisi daya baterai Li kecil dan memberikan instruksi untuk pengoperasian dalam keadaan yang berbeda.

(Gambar 2: Sirkuit khas baterai isi ulang)

Instruksi

Saat mengisi baterai:

Baterai diisi oleh tegangan konstan yang disediakan oleh regulator LDO XC6240 / 15.
Dalam waktu singkat setelah pengisian daya dimulai, tegangan baterai naik ke tegangan keluaran regulator LDO, dan kemudian diisi secara bertahap.
Tidak perlu mendeteksi muatan penuh, dan biasanya tidak perlu mematikan regulator setelah muatan penuh.

Saat menggunakan baterai:

Setelah VIN terputus, CE XC6240 / 15 menjadi "rendah", LDO dimatikan, dan arus bocor dari baterai lithium ke LDO sangat kecil, 0,24μA.
SBD mencegah arus balik dari baterai ke VIN.

Deteksi tegangan baterai selama pengosongan:

Jenis baterai ini biasanya tahan terhadap pengosongan, bahkan dalam aplikasi pengosongan berlebih yang berulang, ini cukup untuk menghentikan kerja baterai melalui deteksi pengosongan yang sederhana.
Tegangan ini terdeteksi oleh XC6140 / 36 RESET IC, dan arus diamnya sangat rendah, hanya 110nA.Output RESETB akan menghentikan sirkuit level berikutnya.