Nieuws

[Torex] Hoe LDO-regelaar te gebruiken om kleine lithium-ionbatterijen op te laden (1/3)

Auteur:Torex
Loslaten:2021-01-12

LDO oplaadbare kleine lithium-ionbatterijoplossing

Voor het internet der dingen, draagbare apparaten en back-up van industriële toepassingen

Er zijn veel soorten batterijen en hiervoor zijn meestal speciale oplaad-IC's en speciale beschermingsapparatuur nodig.Hieronder bespreken we een nieuwe generatie oplaadbare batterijen die eenvoudig kunnen worden opgeladen met goedkope lineaire LDO-regelaars.Laten we, voordat we naar het hoofdonderwerp gaan, eerst enkele verschillende soorten batterijen bekijken en vergelijken.

In de onderstaande tabel (Figuur 1) laten we enkele van de veelgebruikte chemische producten voor batterijen zien die direct op de markt verkrijgbaar zijn.Voor elke batterij geven we de bedrijfsspanning weer en geven we een samenvatting van de voor- en nadelen die aan elk batterijtype zijn verbonden.Deze tabel is bedoeld als een snel overzicht en we erkennen dat er andere chemicaliën beschikbaar zijn, en de specificaties van elke batterij variëren van fabrikant tot fabrikant.

Primaire batterij

Batterij naam	Type (positieve elektrode)	Q	spanningsbereik	voorzien zijn van
lithium batterij	mangaandioxide (Li-MnO2)	3.0V	1.8V ~ 3.2V	CR-batterij.De impedantie is lager dan Li-SOCl2.
lithium batterij	Thionylchloride (Li-SOCl2)	3.6V	2,4 V tot 3,6 V	ER-batterij.Grote capaciteit ingebouwd in slimme meters, etc. Pas op voor hoge impedantie.
Alkaline batterij		1.5V	0,9 V tot 1,6 V	Droge batterij met hoge capaciteit en hoge stroomuitvoer.
Zink-koolstofbatterij		1.5V	0,9 V tot 1,6 V	Droge batterij is geschikt voor langdurig gebruik bij lage uitgangsstroom

oplaadbare batterij

Batterij naam	Type (positieve elektrode)	Q	spanningsbereik	voorzien zijn van
Lithium ion batterij (Inclusief lithium-polymeer)	Kobaltzuur lithium(LiCoO2)mangaanzuurLithium (LiMn2O4)	3,7 V. 3.8V	2,8 V ~ 4,2 V, 4,35 V, 4,4 V	Gewone oplaadbare lithiumbatterij.Het solide type is klaar. Grote capaciteit, lage impedantie, geschikt voor diverse toepassingen. Voor de veiligheid is een beschermingscircuit (PCM) vereist. Mangaan-type wordt gebruikt in auto's.
	Lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4)	3,2V	2.8V ~ 3.6V	De capaciteit is lager dan de bovengenoemde capaciteit, maar het is veilig en heeft een lange levensduur.
	[negatieve elektrode] Lithiumtitanaat (Li4Ti5O12)	2,3 volt	1,6V ~ 2,6V	Het kan worden opgeladen via LDO.Het halfvaste type is klaar. Veilig, lange levensduur, compatibel met opladen met constante spanning en snel opladen, geschikt voor IoT, enz.
NiMH-batterijen	Nikkelhydroxide (NiOOH)	1.2V	1,0 V tot 1,3 V	In vergelijking met nikkel-cadmium-batterijen is de stroom hoger, de capaciteit groter en het opslageffect kleiner
Nikkel-cadmium-batterijen	Nikkelhydroxide (NiOOH)	1.2V	1,0 V tot 1,3 V	Let op het geheugeneffect.

(Figuur 1: Typische primaire batterij en oplaadbare batterij)

Over het algemeen is de nominale spanning van traditionele lithium-ionbatterijen 3,7 V, en ze hebben een speciale CC / CV-oplaad-IC en een speciaal extern beveiligingscircuit nodig.Ze hebben meestal een smal werk- en oplaadtemperatuurbereik, waardoor ze moeilijk te gebruiken zijn in bepaalde industriële apparatuur.

Nieuwe lithium-ionbatterij met lage spanning

Er is een nieuwe generatie lithium-ion-accu's met een nominale spanning tussen 2V en 3V ontstaan, die in vergelijking met traditionele lithium-ion-producten veel voordelen hebben.Sommige van deze nieuwe batterijen kunnen worden opgeladen met een constante spanning van 2,5 V tot 3,0 V, en deze bieden geweldige mogelijkheden voor ontwerpers, zoals hieronder beschreven:

Voordelen zijn onder meer:

	klaarVia LDOConstante drukHerladen.Geen speciale dure CV / CC-oplaad-IC nodig.
	Over ontladingsweerstand, Kan worden gebruikt voor eenvoudige detectie van lage druk
	Omdat het een batterij is, kan hetHandhaaf lange tijd een constante spanning van 2,2V tot 2,3V. In vergelijking met supercondensatoren (lineair reducerende spanning), kan energie gemakkelijker en efficiënter worden gebruikt.
	Er zijn enkele producten die dat kunnenBestand tegen hoge temperaturen zoals 70 ° C en 105 ° C.
	Biedt ookCompatibel met reflow / thermische lamineringProduct.
	Ondersteuning voor reflow-solderenHalfvast batterijtypemetType knoopcelvormHet is gemakkelijk te krijgen.

Eenvoudige oplaadoplossing

In Afbeelding 2 hieronder illustreren we een typisch circuit voor het opladen van een kleine Li-batterij en geven we instructies voor bewerkingen in verschillende staten.

(Figuur 2: Typisch circuit van oplaadbare batterij)

Instructies

Bij het opladen van de batterij:

De batterij wordt opgeladen door een constante spanning die wordt geleverd door de XC6240 / 15 LDO-regelaar.
Binnen korte tijd nadat het opladen is begonnen, stijgt de batterijspanning tot de uitgangsspanning van de LDO-regelaar en wordt vervolgens geleidelijk opgeladen.
Het is niet nodig om een volledige lading te detecteren, en het is meestal niet nodig om de regelaar uit te schakelen na volledige lading.

Bij gebruik van batterijen:

Nadat het VIN is afgesneden, wordt de CE van XC6240 / 15 "laag", wordt de LDO uitgeschakeld en is de lekstroom van de lithiumbatterij naar de LDO erg klein, 0,24 µA.
SBD voorkomt tegenstroom van de batterij naar VIN.

Accuspanning detectie tijdens ontlading:

Dit type batterij is meestal bestand tegen ontlading, zelfs bij herhaalde overontladingstoepassingen is het voldoende om het werk van de batterij te stoppen door eenvoudige ontladingsdetectie.
Deze spanning wordt gedetecteerd door XC6140 / 36 RESET IC en de ruststroom is extreem laag, slechts 110nA.RESETB-uitgang stopt het circuit van het volgende niveau.