鉅大LARGE | 點擊量:906次 | 2020年04月28日
一個電池組電源簡化系統(tǒng)設計
我們都經(jīng)歷過這樣的情形,當要使用一個電子設備時,發(fā)現(xiàn)設備的電池已經(jīng)沒電了。
在很多年間,我們的便攜式電子設備受到了電池壽命和尺寸的限制。隨著鋰離子電池成本的持續(xù)走低,以及電荷密度的不斷新增,運行時間更長,更加令人興奮的電子設備將大量涌現(xiàn)。由于應用開始向著使用多節(jié)電池組的方向發(fā)展,設計人員將在克服電池電壓瞬態(tài)效應和變化的同時,面對著將較高電壓轉(zhuǎn)換為緊湊電子電路可用電壓的問題。
這些示例包括無人機、吸塵器機器人、電動工具、以及電動自行車等。開發(fā)人員傾向于使用電壓更高電池組來新增充電之間的電池續(xù)航能力。目前,無人機的飛行時間被限制在大約25分鐘,而電動自行車單次充電后的最大行駛里程可以達到50英里。電池使用壽命將隨著更小巧、更高電壓電池的使用而新增。
所有這些應用的一個共性就是電機,它會對電源電壓出現(xiàn)有害的瞬態(tài)效應,諸如電機反沖和可以高達輸入電壓兩倍的電感尖峰脈沖。假如未相應地設定輸入電壓額定值,那么這些較高的電壓會損壞系統(tǒng)電源解決方法,以及其它內(nèi)部電路。假如電機突然停止或減速,一個負電流會被泵入電源,從而導致電源電壓新增。通道1顯示的是電源電流、通道2顯示的是電源電壓,而通道3顯示的為電機速度。
當電機減速時,電源電壓大幅下降。假如電池的DC/DC轉(zhuǎn)換器未被額定在較高的電壓下運行,這將損壞系統(tǒng)電源解決方法,并有可能對下游元件造成損壞。
在設計一個系統(tǒng)時,選擇一個支持寬輸入電壓范圍的DC/DC轉(zhuǎn)換器可以最大限度地減少,通常情況下是免除了關(guān)于外部瞬態(tài)保護電路的要。這不但簡化了設計,而且極大地減小了解決方法尺寸。使用DC/DC轉(zhuǎn)換器,能使運行電壓較高的系統(tǒng)可以耐受電源電壓的新增,并保持輸出上的電壓穩(wěn)壓。TI的LM5000系列器件具有針對高達42V/65V電壓的輸入電壓額定值,非常適合于處理12V/24V系統(tǒng)內(nèi)的瞬態(tài)。例如,LM5007和LM25011非常適合于保護系統(tǒng)不受電源電壓短時新增的影響,而這種情況在這些系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生。關(guān)于電壓更高的24V/48V輸入總線,諸如LM5116的100V同步降壓控制器能夠處理這些系統(tǒng)中最差的瞬態(tài)情況。具有寬輸入電壓范圍的控制器和轉(zhuǎn)換器為高壓電池組應用供應了非常不錯的解決方法,并且保護系統(tǒng)不受瞬態(tài)效應的影響,以使器件能夠在這些條件下保持運行。
在你打算創(chuàng)建最新的、最棒的便攜式或自主電子設備時,考慮會出現(xiàn)的最差系統(tǒng)瞬態(tài)效應,并選擇一個能夠保護下游電路的寬VINDC/DC器件。