最近一個項目又用到鋰電池了,從業(yè)5年來這已經是第三個項目需要電池供電了。以前做遙控鑰匙的時候沒什么概念,都是按照原來的項目評估,指定紐扣電池,2年以上的使用時間。后來第二個項目,我主要負責射頻單板,對于供電部分也就沒這么關心,直到最近開始了我的新設計,把新了解到的內容做個總結,方便以后查閱!
1. 為什么會有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、亞錳酸鋰的電池?
鋰的化學性質非?;钴S,很容易燃燒,為了緩解鋰離子電池的危險,加入了如鈷、錳、鐵等能抑制鋰元素活躍的成份,降低鋰離子電池的危險性。
2. 18650電池
標稱電壓3.6V,充電電壓4.1V,最大終止充電電壓4.2V,最小放電終止電壓2.75V,高于或低于這個電壓容易導致電池容量嚴重下降乃至報廢。
3. 鋰聚合物電池
最大的特點就是可以做成自己想要的形狀,標稱電壓3.7V,充電電壓4.2V,最大終止充電電壓4.2V,最小放電終止電壓2.75V,高于或低于這個電壓容易導致電池容量嚴重下降乃至報廢。
4. 線性充電
線性充電芯片采用LDO電路架構,輸入電流等于輸出電流,剛開始充電式壓差最大,功率損耗最多,損耗轉換成熱量,因此芯片散熱面積需加大,推薦充電電流小于1A,不過設計簡單,轉換效率偏低。
BQ24040屬于TI用的比較多的線性充電芯片了,最大1A的充電電流(一般500mA差不多了),典型應用電路如下圖。
5.開關充電
開關充電芯片采用降壓BUCK架構,轉換效率高,芯片熱量堆積少,一般充電電流可以做到1A以上,不過設計相對復雜。
最近正好在用開關式充電芯片MP2615GQ,下圖是2節(jié)4.2V鋰電池的應用電路和官方DEMO板。
6. CC-CV充電
如上圖所示,首先進行電壓判斷,CC-CV充電步驟如下:
第一步:判斷電壓<3V,要先進行預充電,0.05C電流--涓流充電;
第二步:判斷 3V<電壓<4.2V,恒流充電,0.2C~1C電流--恒流充電;
第三步:判斷電壓>4.2V,恒壓充電,電壓為4.20V,電流隨電壓的增加而減少,直到充滿。
以MP2615GQ為例,當CTMR=0.47uF,涓流充電30分鐘,CC-CV充電2.95小時。如過在這段時間內充電電流達到C/10時,充電指示燈亮,電池充滿;如果3.5小時以內沒有充滿,過了3.5小時則停止充電。
7. 充電停止方式
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計時器Timer,通過電容充電控制時間 ;
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電流檢測法,一般檢測到充電電流小于C/10時終止;
8. 充電路徑管理
我做的項目都是無充電路徑管理的,系統電壓總是等于電池電壓,充電時電流一部分給電池充電,一部分給系統供電,所以必須在中間加個電源開關,如果沒有的話,當系統電流大于停止電流C/10時,電池永遠不會停止充電。