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使用正確的 IC 來延長可穿戴設備的電池壽命

2512888 2022-11-28 | pdf | 243.3KB | 次下載 | 免費

資料介紹

從健身和健康追蹤器、智能手表到虛擬現實抬頭顯示器，設計人員不斷尋找新的創新方法來降低電流消耗、減少系統活動并盡可能使系統功能保持在待機或睡眠模式。同時，他們需要通過選擇泄漏電流最小的器件或在不需要時使用負載開關斷開子系統來降低待機模式下的功耗。從健身和健康追蹤器、智能手表到虛擬現實抬頭顯示器，設計人員不斷尋找新的創新方法來降低電流消耗、減少系統活動并盡可能使系統功能保持在待機或睡眠模式。同時，他們需要通過選擇泄漏電流最小的器件或在不需要時使用負載開關斷開子系統來降低待機模式下的功耗。選擇合適的電池充電管理系統在此過程中起著核心作用。最新一代電池充電 IC 通過集成關鍵電池充電功能、支持使用各種尺寸和容量的電池、提供極低的靜態電流和添加電源管理功能，幫助設計人員實現節電目標并最大限度地延長電池壽命這有助于將輕負載效率擴展到更低的電流水平。選擇合適的電池充電管理系統在此過程中起著核心作用。最新一代電池充電 IC 通過集成關鍵電池充電功能、支持使用各種尺寸和容量的電池、提供極低的靜態電流和添加電源管理功能，幫助設計人員實現節電目標并最大限度地延長電池壽命這有助于將輕負載效率擴展到更低的電流水平。復雜的充電周期復雜的充電周期雖然鋰離子電池與其他化學電池相比具有巨大的優勢，包括更高的功率密度和更低的自放電率，但它們也有自己獨特的缺點。鋰離子電池對過度充電非常敏感。超過一定速率的電壓會對材料造成壓力并縮短電池壽命。這種限制不僅需要更復雜的充電周期；如果電池的充電電壓超過每節 4.2 V，也會帶來安全風險。雖然鋰離子電池與其他化學電池相比具有巨大的優勢，包括更高的功率密度和更低的自放電率，但它們也有自己獨特的缺點。鋰離子電池對過度充電非常敏感。超過一定速率的電壓會對材料造成壓力并縮短電池壽命。這種限制不僅需要更復雜的充電周期；如果電池的充電電壓超過每節 4.2 V，也會帶來安全風險。用于為鋰離子電池充電的理想恒流恒壓 (CCCV) 充電曲線會向電池提供固定或恒定電流，直到電壓達到 4.2 V（圖 1）。在此階段，電池電壓以接近線性的方式增加。當電壓達到 4.2 V 時，系統切換到恒壓模式。在此階段，隨著電流緩慢下降，電池電壓決不允許超過 4.2 V。當電池在沒有施加電流的情況下達到 4.2 V 時，就被認為充滿電。用于為鋰離子電池充電的理想恒流恒壓 (CCCV) 充電曲線會向電池提供固定或恒定電流，直到電壓達到 4.2 V（圖 1）。在此階段，電池電壓以接近線性的方式增加。當電壓達到 4.2 V 時，系統切換到恒壓模式。在此階段，隨著電流緩慢下降，電池電壓決不允許超過 4.2 V。當電池在沒有施加電流的情況下達到 4.2 V 時，就被認為充滿電。圖 1：在實踐中，供應商會調整預調節階段并為 CCCV 充電周期添加熱調節步驟和時間限制以保護電池。（圖片來源：batteryuniversity.com）圖 1：在實踐中，供應商會調整預調節階段并為 CCCV 充電周期添加熱調節步驟和時間限制以保護電池。（圖片來源：batteryuniversity.com）實際上，大多數充電器都會對理想的充電曲線進行一些修改，以保護電池免受潛在故障條件的影響。例如，為避免因對短路或損壞的電池充電而造成損壞，充電器通過施加少量測試充電而不是以完全快速充電速率運行來開始充電過程。這允許充電器喚醒電池并確定電池的內部安全開關是否已觸發。通常，該預充電電流是正常快速充電電流的一小部分（大約 10%）。實際上，大多數充電器都會對理想的充電曲線進行一些修改，以保護電池免受潛在故障條件的影響。例如，為避免因對短路或損壞的電池充電而造成損壞，充電器通過施加少量測試充電而不是以完全快速充電速率運行來開始充電過程。這允許充電器喚醒電池并確定電池的內部安全開關是否已觸發。通常，該預充電電流是正常快速充電電流的一小部分（大約 10%）。一旦電池電壓超過 3.0 V，就可以認為以最大快速充電速率充電是安全的。一旦電池可以以預定義的低電流保持 4.2 V，充電過程通常就會結束。但是，充電器不允許電流無限減少。取而代之的是，充電在預定義的電流水平下終止，電池電壓下降到略低于完全充電水平，大約 4.16 V 至 4.17 V。一旦電池電壓超過 3.0 V，就可以認為以最大快速充電速率充電是安全的。