Balita

[Torex] Paano gagamitin ang LDO regulator upang singilin ang maliliit na baterya ng lithium-ion (1/3)

May-akda:Torex
Bitawan:2021-01-12

Ang solusyon na maliliit na muli ng LDO ay maliliit na solusyon ng lithium-ion

Para sa Internet ng Mga Bagay, mga naisusuot na aparato at pag-backup ng mga pang-industriya na aplikasyon

Maraming uri ng mga baterya, at kadalasan ay nangangailangan sila ng mga nakatuon na pagsingil ng mga IC at nakalaang kagamitan sa proteksyon.Sa ibaba ay tinatalakay namin ang isang bagong henerasyon ng mga rechargeable na baterya na maaaring madaling singilin gamit ang murang mga linear na regulator ng LDO.Bago lumingon sa pangunahing paksa, suriin muna natin at ihambing ang ilang iba't ibang mga uri ng baterya.

Sa talahanayan sa ibaba (Larawan 1), ipinapakita namin ang ilan sa mga malawakang ginagamit na mga kimika sa baterya na madaling magagamit sa merkado.Para sa bawat baterya, ipapakita namin ang operating boltahe nito at magbigay ng isang buod ng mga kalamangan at dehadong nauugnay sa bawat uri ng baterya.Ang talahanayan na ito ay inilaan bilang isang mabilis na pangkalahatang ideya, at kinikilala namin na mayroong iba pang mga kemikal na magagamit, at ang mga pagtutukoy ng bawat baterya ay nag-iiba mula sa tagagawa hanggang sa tagagawa.

Pangunahing baterya

Pangalan ng baterya	Uri (positibong elektrod)	Q	saklaw ng boltahe	tampok
baterya ng lithium	manganese dioxide (Li-MnO2)	3.0V	1.8V ~ 3.2V	CR baterya.Ang impedance ay mas mababa kaysa sa Li-SOCl2.
baterya ng lithium	Thionyl Chloride (Li-SOCl2)	3.6V	2.4 V hanggang 3.6 V	ER baterya.Malaking kapasidad na isinama sa matalinong metro, atbp. Mag-ingat sa mataas na impedance.
Bateryang alkaline		1.5V	0.9 V hanggang 1.6 V	Ang tuyong baterya na may mataas na kapasidad at mataas na kasalukuyang output.
Baterya ng Zinc Carbon		1.5V	0.9 V hanggang 1.6 V	Ang dry baterya ay angkop para sa pangmatagalang paggamit sa ilalim ng kasalukuyang kasalukuyang output

rechargeable na baterya

Pangalan ng baterya	Uri (positibong elektrod)	Q	saklaw ng boltahe	tampok
Baterya ng Lithium Ion (Kasama ang lithium polymer)	Cobalt acid lithium(LiCoO2)mangganesoacidLithium (LiMn2O4)	3.7V 3.8V	2.8 V ~ 4.2 V, 4.35 V, 4.4 V	Ordinaryong baterya na rechargeable na lithium.Handa na ang solidong uri. Malaking kapasidad, mababang impedance, na angkop para sa iba't ibang mga application. Para sa kaligtasan, kinakailangan ng isang proteksyon circuit (PCM). Ang uri ng manganese ay ginagamit sa mga sasakyan.
	Lithium Iron Phosphate (LiFePO4)	3.2V	2.8V ~ 3.6V	Ang kapasidad ay mas mababa kaysa sa nabanggit na kapasidad, ngunit ito ay ligtas at may mahabang buhay.
	[negatibong elektrod] Lithium titanate (Li4Ti5O12)	2.3 volts	1.6V ~ 2.6V	Maaari itong singilin sa pamamagitan ng LDO.Handa na ang semi-solid na uri. Ligtas, mahabang buhay, katugma sa patuloy na pagsingil ng boltahe at mabilis na pagsingil, na angkop para sa IoT, atbp.
Mga baterya ng NiMH	Nickel hydroxide (NiOOH)	1.2V	1.0 V hanggang 1.3 V	Kung ikukumpara sa mga baterya ng nickel-cadmium, ang kasalukuyang mas mataas, ang kapasidad ay mas malaki at ang epekto ng pag-iimbak ay mas maliit
Mga baterya ng nickel-cadmium	Nickel hydroxide (NiOOH)	1.2V	1.0 V hanggang 1.3 V	Bigyang pansin ang epekto ng memorya.

(pigura 1: Karaniwang pangunahing baterya at rechargeable na baterya)

Pangkalahatan, ang nominal boltahe ng tradisyonal na mga baterya ng lithium-ion ay 3.7V, at nangangailangan sila ng isang nakalaang CC / CV na naniningil ng IC at isang nakatuon na panlabas na proteksyon circuit.Karaniwan silang may isang makitid na operating at singilin ang saklaw ng temperatura, na ginagawang mahirap gamitin sa ilang mga kagamitang pang-industriya.

Bagong baterya ng mababang boltahe na lithium ion

Ang isang bagong henerasyon ng mga lithium-ion rechargeable na baterya na may isang nominal na boltahe sa pagitan ng 2V at 3V ay lumitaw. Kung ikukumpara sa tradisyonal na mga produktong lithium-ion, marami silang pakinabang.Ang ilan sa mga bagong baterya na ito ay maaaring singilin ng isang pare-pareho na boltahe ng 2.5V hanggang 3.0V, at nagbibigay ito ng mga kapanapanabik na pagkakataon para sa mga tagadisenyo tulad ng inilarawan sa ibaba:

Kabilang sa mga benepisyo:

	handa naSa pamamagitan ng LDOPatuloy na presyonMag-recharge.Hindi na kailangan para sa nakatuon na mamahaling CV / CC singilin ang IC.
	Higit sa paglaban ng paglabas, Maaaring magamit para sa simpleng pagtuklas ng mababang presyon
	Dahil ito ay isang baterya, kaya nitoPanatilihin ang isang pare-pareho na boltahe ng 2.2V hanggang 2.3V sa loob ng mahabang panahon. Kung ikukumpara sa supercapacitors (linear na pagbawas sa boltahe), ang enerhiya ay maaaring magamit nang mas madali at mahusay.
	Mayroong ilang mga produkto na maaariMakatiis ng mataas na temperatura tulad ng 70 ° C at 105 ° C.
	Nag-aalok dinTugma ang Reflow / thermal laminationprodukto
	Suportahan ang pag-solder ng reflowSemi-solid na uri ng bateryakasama siUri ng hugis ng cell cellMadali lang makuha.

Simpleng solusyon sa pagsingil

Sa Larawan 2 sa ibaba, naglalarawan kami ng isang tipikal na circuit para sa pagsingil ng isang maliit na baterya ng Li at nagbibigay ng mga tagubilin para sa pagpapatakbo sa iba't ibang mga estado.

(Figure 2: Karaniwang circuit ng rechargeable na baterya)

Panuto

Kapag singilin ang baterya:

Ang baterya ay sisingilin ng isang pare-pareho na boltahe na ibinigay ng XC6240 / 15 LDO regulator.
Sa loob ng maikling panahon pagkatapos magsimula ang pagsingil, ang boltahe ng baterya ay tumataas sa output boltahe ng regulator ng LDO, at pagkatapos ay unti-unting singilin.
Hindi kailangang makita ang isang buong singil, at karaniwang hindi kinakailangan na patayin ang regulator pagkatapos ng buong singil.

Kapag gumagamit ng mga baterya:

Matapos maputol ang VIN, ang CE ng XC6240 / 15 ay nagiging "mababa", ang LDO ay naka-off, at ang kasalukuyang tagas mula sa baterya ng lithium patungo sa LDO ay napakaliit, 0.24µA.
Pinipigilan ng SBD ang pabalik na kasalukuyang mula sa baterya patungong VIN.

Ang pagtuklas ng boltahe ng baterya habang naglalabas:

Ang ganitong uri ng baterya ay karaniwang lumalaban sa paglabas, kahit na sa paulit-ulit na labis na paglabas ng mga aplikasyon, sapat na upang ihinto ang gawain ng baterya sa pamamagitan ng simpleng pagtuklas ng paglabas.
Ang boltahe na ito ay napansin ng XC6140 / 36 RESET IC, at ang quiescent current nito ay labis na mababa, 110nA lamang.Ititigil ng output ng RESETB ang susunod na antas ng circuit.