鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1483次 | 2019年07月01日
磷酸鐵鋰電池怎樣得到更大的功率
患者護(hù)理范疇的首要趨勢(shì)之一,是在患者家中越來(lái)越多地運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)督體系。出現(xiàn)這種趨勢(shì)的原因很明顯,讓患者住在醫(yī)院的費(fèi)用太高了,令人難以承受。因此,許多這類便攜式電子監(jiān)督體系納入了RF收發(fā)器,以便數(shù)據(jù)能直接發(fā)到醫(yī)院中的督查體系中,供醫(yī)師研討和剖析之用。明顯,這類體系一般由AC電源、電池或一同由二者供電。為了保證在除醫(yī)院之外的其他地址運(yùn)用時(shí),體系能接連作業(yè),這種冗余性是必要的。此外,在便攜式醫(yī)療確診設(shè)備范疇取得了許多新的發(fā)展,例如醫(yī)師和護(hù)理處處帶著的設(shè)備,都將電池作為主電源,或?qū)㈦姵刈鳛閭浞蓦娫矗苑繟C電源中斷。這類體系需求高效率電池充電電路。
除了醫(yī)療運(yùn)用,便攜式工業(yè)銀行終端、堅(jiān)固耐用的平板電腦、庫(kù)存操控和條碼掃描設(shè)備等都需求單節(jié)大容量電池,以減小外形尺寸和分量。根據(jù)鋰資料的電池一貫是最盛行的選擇。但是,要快速、準(zhǔn)確和安全地給這類電池充電,卻不對(duì)錯(cuò)微乎其微的事情。此外,人們一貫在開(kāi)發(fā)新的、根據(jù)鋰的化學(xué)陽(yáng)極/陰極組合,這類組合也在不斷地面向干流商場(chǎng)。這種趨勢(shì)的一個(gè)比如是,磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池已在許多運(yùn)用中鋒芒畢露,與根據(jù)鈷的鋰離子/鋰聚合物電池比較,磷酸鐵鋰電池可供給更高的安全性和更長(zhǎng)的電池壽數(shù)。并且這種化學(xué)組成的電池還一同具有根據(jù)鈷的鋰離子電池所具有的其他許多優(yōu)勢(shì),包含較低的自放電速率和相對(duì)較輕的分量。比較之下,除了改善安全性(因?yàn)榫哂锌埂盁崾Э亍辈拍埽┘把由祀姵匮h(huán)壽數(shù)之外,磷酸鐵鋰電池具有更高的峰值功率額定值,對(duì)環(huán)境影響更小。一般醫(yī)療和工業(yè)運(yùn)用愿意承受磷酸鐵鋰電池更低的單位體積能量密度,以溝通更高的安全性和更長(zhǎng)的周期壽數(shù)。備份運(yùn)用需求更長(zhǎng)的周期壽數(shù),且要能以大電流放電。
怎樣得到更大的功率
許多手持式工業(yè)或醫(yī)療設(shè)備的電源架構(gòu)常常與大顯示屏智能手機(jī)的電源架構(gòu)類似。一般情況下,3.7V(終究充電或“浮置”電壓為4.2V)鋰離子電池一貫用作主電源,因?yàn)槠鋯挝环至磕芰棵芏龋╓h/kg)和單位體積能量密度(Wh/m3)很高。過(guò)去,許多大功率設(shè)備運(yùn)用兩節(jié)7.4V(8.4V浮置電壓)鋰離子電池,以滿足功率要求,但是因?yàn)閮r(jià)格低廉的5V電源處理IC的上市,越來(lái)越多的手持式設(shè)備選用了更低電壓的架構(gòu),這使得能夠運(yùn)用單節(jié)鋰離子電池。典型的便攜式醫(yī)療或工業(yè)設(shè)備具有許多功用和非常大(就便攜式設(shè)備而言)的顯示屏。當(dāng)用3.7V電池供電時(shí),其容量有必要以數(shù)千毫瓦小時(shí)計(jì)。為了用幾小時(shí)給這么大容量的電池充電,就需求幾安培的充電電流。
不過(guò),即便需求這么大的充電電流,在沒(méi)有大電流溝通適配器可用時(shí),用戶仍然想用USB端口給他們的大功率設(shè)備充電。為了滿足這種要求,當(dāng)有溝通適配器可用時(shí),電池充電器有必要能以大電流(》2A)充電,但是仍然能高效率地運(yùn)用USB端口可供給的2.5W至4.5W功率。此外,該IC產(chǎn)品需求保護(hù)活絡(luò)的下流低壓組件,使它們免受可能由損壞導(dǎo)致的過(guò)壓事情的影響,并高效率地將大電流從USB輸入、溝通適配器或電池引導(dǎo)到負(fù)載,以最大極限地削減以熱量方式損失的功率。一同,該IC有必要安全地處理電池充電算法,并監(jiān)督要害的體系參數(shù)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
磷酸鐵鋰電池較低的3.6V起浮電壓導(dǎo)致無(wú)法運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池充電器。假設(shè)充電不妥,就有可能對(duì)這種電池造成無(wú)法批改的損壞。準(zhǔn)確的起浮電壓充電將延伸電池的壽數(shù)。與根據(jù)鈷的鋰離子電池比較,LiFePO4電池的利益包含體積能量密度(每單位體積的容量)較高,并且不容易過(guò)早地出現(xiàn)毛病(倘若新電池過(guò)早地“深度循環(huán)”)。
首要規(guī)劃束縛總結(jié)如下:
·大容量電池需求大的充電電流和高效率
·許多便攜式運(yùn)用,包含工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備,都需求USB兼容充電所供給的便利性
·磷酸鐵鋰電池有特殊充電要求,即更低的浮置電壓,與鋰離子電池比較有一些令人欣慰的優(yōu)勢(shì)
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
上面評(píng)論的任何滿足這些規(guī)劃束縛的IC解決方案都有必要是緊湊和單片型的,能應(yīng)對(duì)快速、高效率給單節(jié)大容量電池充電的問(wèn)題,并與磷酸鐵鋰等新的化學(xué)組成兼容。這樣的設(shè)備會(huì)成為催化劑,能前進(jìn)選用大容量電池的便攜式工業(yè)和醫(yī)療產(chǎn)品在全球的選用率。
應(yīng)對(duì)選用單節(jié)電池的便攜式設(shè)備的功率挑戰(zhàn)
盡管上述要求或許看似不行能用單片IC來(lái)滿足,但是看一下LTC4156吧。LTC4156緊隨盛行的、根據(jù)鋰資料的LTC4155而來(lái),是一款大功率、I2C操控、高效率電源通路(PowerPath?)處理器、志向二極管操控器和磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池充電器,適用于選用單節(jié)電池的便攜式運(yùn)用,例如便攜式醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備、備份設(shè)備和高功率密度電池供電運(yùn)用。該IC為從各種電源高效率傳送高達(dá)15W的功率而規(guī)劃,一同最大極限地降低了功耗,并減輕了熱量預(yù)算束縛。LTC4156的開(kāi)關(guān)電源通路拓?fù)錈o(wú)縫地處理從兩個(gè)輸入電源,例如溝通適配器和USB端口,到設(shè)備的可再充電磷酸鐵鋰電池的功率分配,一同當(dāng)輸入功率有限時(shí),優(yōu)先向體系負(fù)載供電。
對(duì)電池而言更安全
在對(duì)電池快速充電時(shí),監(jiān)督電池的安全性是很重要的。當(dāng)電池溫度降至低于0°C或升至高于60°C時(shí)(如一個(gè)外部負(fù)溫度系數(shù)的NTC熱敏電阻所測(cè)得的那樣),LTC4156會(huì)主動(dòng)中止充電。除了這一自主性功用,LTC4156還供給一個(gè)擴(kuò)展標(biāo)度的7位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),以憑借約1°C的分辨率監(jiān)督電池溫度。這個(gè)ADC與4個(gè)可用的浮置電壓設(shè)置和15個(gè)電池充電電流設(shè)置相結(jié)合,可用來(lái)建立根據(jù)電池溫度的定制充電算法。