Tin tức

[Torex] Cách sử dụng bộ điều chỉnh LDO để sạc pin lithium-ion nhỏ (1/3)

Tác giả:Torex
Phát hành vào:2021-01-12

Dung dịch pin lithium-ion nhỏ có thể sạc lại LDO

Đối với Internet of Things, thiết bị đeo được và sao lưu các ứng dụng công nghiệp

Có nhiều loại pin, và chúng thường yêu cầu IC sạc chuyên dụng và thiết bị bảo vệ chuyên dụng.Dưới đây chúng tôi thảo luận về thế hệ pin sạc mới có thể dễ dàng sạc bằng bộ điều chỉnh LDO tuyến tính giá rẻ.Trước khi chuyển sang chủ đề chính, trước tiên chúng ta hãy xem xét và so sánh một số loại pin khác nhau.

Trong bảng dưới đây (Hình 1), chúng tôi cho thấy một số hóa chất pin được sử dụng rộng rãi có sẵn trên thị trường.Đối với mỗi loại pin, chúng tôi sẽ hiển thị điện áp hoạt động của nó và cung cấp một bản tóm tắt về những ưu điểm và nhược điểm liên quan đến từng loại pin.Bảng này nhằm mục đích tổng quan nhanh và chúng tôi thừa nhận rằng có sẵn các hóa chất khác và thông số kỹ thuật của mỗi loại pin khác nhau giữa các nhà sản xuất.

Pin tiểu

Tên pin	Loại (điện cực dương)	Q	dải điện áp	đặc tính
pin lithium	Mangan dioxide (Li-MnO2)	3.0V	1.8V ~ 3.2V	Pin CR.Trở kháng thấp hơn Li-SOCl2.
pin lithium	Thionyl clorua (Li-SOCl2)	3.6V	2,4 V đến 3,6 V	Pin ER.Công suất lớn được tích hợp vào đồng hồ thông minh, v.v. Cẩn thận với trở kháng cao.
Pin kiềm		1.5V	0,9 V đến 1,6 V	Pin khô với công suất cao và đầu ra hiện tại cao.
Pin kẽm carbon		1.5V	0,9 V đến 1,6 V	Pin khô thích hợp để sử dụng lâu dài với dòng điện đầu ra thấp

pin sạc

Tên pin	Loại (điện cực dương)	Q	dải điện áp	đặc tính
Pin Lithium Ion (Bao gồm cả polymer lithium)	Axit coban liti(LiCoO2)manganaxitLithi (LiMn2O4)	3.7V 3,8V	2,8 V ~ 4,2 V, 4,35 V, 4,4 V	Pin sạc lithium thông thường.Loại rắn đã sẵn sàng. Công suất lớn, trở kháng thấp, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau. Để đảm bảo an toàn, cần có mạch bảo vệ (PCM). Mangan loại được sử dụng trong ô tô.
	Lithium Sắt Phosphate (LiFePO4)	3.2V	2,8V ~ 3,6V	Công suất thấp hơn công suất nêu trên nhưng an toàn và có tuổi thọ cao.
	[điện cực âm] Lithium titanate (Li4Ti5O12)	2,3 vôn	1,6V ~ 2,6V	Nó có thể được sạc qua LDO.Loại bán rắn đã sẵn sàng. An toàn, tuổi thọ cao, tương thích với sạc điện áp không đổi và sạc nhanh, thích hợp cho IoT, v.v.
Pin NiMH	Niken hydroxit (NiOOH)	1,2V	1,0 V đến 1,3 V	So với pin niken-cadmium, dòng điện cao hơn, dung lượng lớn hơn và hiệu quả lưu trữ nhỏ hơn
Pin niken-cadmium	Niken hydroxit (NiOOH)	1,2V	1,0 V đến 1,3 V	Chú ý đến hiệu ứng ghi nhớ.

(Hình 1: Pin tiểu điển hình và pin sạc lại được)

Nói chung, điện áp danh định của pin lithium-ion truyền thống là 3,7V và chúng yêu cầu một IC sạc CC / CV chuyên dụng và một mạch bảo vệ bên ngoài chuyên dụng.Chúng thường có dải nhiệt độ hoạt động và sạc hẹp nên khó sử dụng trong một số thiết bị công nghiệp nhất định.

Pin lithium ion điện áp thấp mới

Một thế hệ pin sạc lithium-ion mới với điện áp danh định từ 2V đến 3V đã xuất hiện, so với các sản phẩm lithium-ion truyền thống, chúng có nhiều ưu điểm hơn.Một số loại pin mới này có thể được sạc với điện áp không đổi từ 2,5V đến 3,0V và những loại pin này mang lại cơ hội thú vị cho các nhà thiết kế như được mô tả dưới đây:

Lợi ích bao gồm:

	Sẵn sàngQua LDOÁp suất không đổiNạp điện.Không cần IC sạc CV / CC chuyên dụng đắt tiền.
	Quá điện trở xả, Có thể được sử dụng để phát hiện áp suất thấp đơn giản
	Vì nó là pin, nó có thểGiữ nguyên hiệu điện thế không đổi từ 2,2V đến 2,3V trong thời gian dài. So với siêu tụ điện (giảm điện áp tuyến tính), năng lượng có thể được sử dụng dễ dàng và hiệu quả hơn.
	Có một số sản phẩm có thểChịu được nhiệt độ cao như 70 ° C và 105 ° C.
	Cũng cung cấpReflow / cán nhiệt tương thíchsản phẩm.
	Hỗ trợ hàn tái tạoLoại pin bán rắnvớiLoại hình ô nútThật dễ dàng để có được.

Giải pháp sạc đơn giản

Trong hình 2 dưới đây, chúng tôi minh họa một mạch điển hình để sạc pin Li nhỏ và cung cấp hướng dẫn hoạt động ở các trạng thái khác nhau.

(Hình 2: Mạch điển hình của pin sạc lại được)

Hướng dẫn

Khi sạc pin:

Pin được sạc bằng điện áp không đổi do bộ điều chỉnh LDO XC6240 / 15 cung cấp.
Trong một thời gian ngắn sau khi bắt đầu sạc, điện áp pin tăng lên đến điện áp đầu ra của bộ điều chỉnh LDO, và sau đó sạc dần.
Không cần phát hiện đã sạc đầy và thường không cần tắt bộ điều chỉnh sau khi sạc đầy.

Khi sử dụng pin:

Sau khi cắt VIN, CE của XC6240 / 15 trở nên "thấp", LDO bị tắt và dòng điện rò rỉ từ pin lithium đến LDO là rất nhỏ, 0,24µA.
SBD ngăn dòng điện ngược từ pin đến VIN.

Phát hiện điện áp pin trong quá trình phóng điện:

Loại pin này thường có khả năng chống phóng điện, ngay cả trong các ứng dụng xả quá mức lặp đi lặp lại, chỉ cần phát hiện xả đơn giản là đủ để dừng hoạt động của pin.
Điện áp này được phát hiện bởi IC RESET XC6140 / 36, và dòng điện tĩnh của nó cực kỳ thấp, chỉ 110nA.Ngõ ra RESETB sẽ dừng mạch mức tiếp theo.