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        電池基電源管理系統設計(04-100)

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        作者: 時間:2008-03-31 來源:電子產品世界 收藏

          只用帶設計有保護電路的Li-ion

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/80961.htm

          鋰聚合物(Li-Pol):能量密度與Li-ion類似,但使用較安全,并且有較好的封裝靈活性。Li-Pol電池與Li-ion不同的地方是制造堅固性、安全性和薄外形幾何形狀。不像Li-ion電池那樣,不存在易燃性的危險。因為Li-Pol的電極是疊層式的。

          一些電池組包含一個集成IC保護電路。此IC防止可能導致過熱的大電流。鋰離子電池組中的電池需要單獨的電壓監控。串聯連接的電池越多,其保護電路就越復雜。注意:不要放電低于2.5V的鋰基電池,不然,就切斷電池的保護電路。

          所有的電池都會自放電。自放電對于鎳基電池是最顯著的。通常在充電之后的第一個24小時,鎳基電池放電其容量的10%~15%,其后的放電率是每月10%~15%。Li-ion自放電在第一個24小時大約為5%,其后為1%~2%。

          

          二次電池的充電和放電能力是用“C”表示,指示安培一小時(Ah)。實際的電池能力依賴于C率和溫度。大多數便攜電池額定為1C。1C放電汲取等于額定能力的電流。例如,1C率放電,則額定1000mAh的電池在一小時提供1000mAh。

          可重新充電電池的性能和壽命主要依賴于的質量。一種(只用于NiCd)加約0.1C固定充電率。一個較快的充電器用大約0.3C充電率可耗時3~6小時。

          NiMH電池充電器也適合于NiCd電池,但反之不行。鋰基電池充電器需要更嚴格的算法和電壓。對于大多數鋰電池組,1C以上充電是不可能的,因為保護電路限制電路限制電池可接受的電流量。

          Li-ion電池在達到滿充電時,每個電池都具有嚴格的電壓、電壓容限,而且無涓流或浮充電。在1C起始電流對Li-ion電池充電需要3小時左右。在達到上限電壓閥值以及電流下降和電平超過額定充電電流大約30%時,滿充電會發生。增大Li-ion充電電流對縮短充電時間會有點影響。盡管用較高的電流可更快地達到電壓峰值,但充電耗時會比較長。Li-ion電池不能吸收過充電,過充電會導致電池過熱。Li-ion恒流恒壓(CCCV)對于保證最大能量到電池而不過壓是重要的。通常,Li-ion電池對于充電、能量密度和電壓范圍提供最佳折表方案。

          電壓穩壓器與電池的匹配

          電池輸出連接到電壓穩壓器IC的輸入,電壓穩壓器系統負載提供穩定的電壓。穩壓器芯片在電池電壓下降時能使電池基系統工作正常。
        有3種電壓穩壓IC拓撲用于電池基系統:開關模式,低壓降(LDO)和電荷泵。沒有單個電壓穩壓器IC拓撲適合所有電池基應用。因此,對具體的應用應選擇合適的電壓穩壓器拓撲。

          開關穩壓器

          開關穩壓器IC接收dc輸入并用脈寬調制(PWM)來控制功率半導體開關(通常是功率MOSFET)的導通和截止時間。然后,整流和濾波開關輸出,從而提供dc 輸出電壓。dc輸出部分與穩壓的基準電壓進行比較,而任何相應的誤差信號導致PWM電路來保持恒定的輸出電壓。



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