如何為便攜式應(yīng)用設(shè)計(jì)電池

不僅是由電池供電的便攜式娛樂(lè)設(shè)備和手持產(chǎn)品，而且它們?cè)谥T如光伏(PV)和電動(dòng)汽車(EV)等綠色產(chǎn)品中也有應(yīng)用。除了安全性、成本和規(guī)模之外，規(guī)劃電池電源的使用系統(tǒng)，最大限度地延長(zhǎng)電池的工作時(shí)間和使用壽命也是非常重要的。隨著越來(lái)越多的電池技術(shù)用于驅(qū)動(dòng)便攜式使用，有必要選擇適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)放電和充電電池。本文首先回顧了便攜式電池的一般策略，然后回顧了使用當(dāng)今集成解決方案的電源處理和電池處理電路規(guī)劃。

 

電池主要技能

 

電池技能可以簡(jiǎn)單地分為兩類:不可充電的和可充電的。充電電池一次使用后不會(huì)被丟棄，即所謂的一次性電池。堿性電池是最常見(jiàn)的家用一次性電池。市場(chǎng)上也有堿性可充電電池，但不接受評(píng)論。典型的堿性電池浮動(dòng)電壓約為1.5 ~ 1.65v，標(biāo)稱電壓約為1.2v，使用壽命約為0.9v。在單個(gè)堿性電池的末端，根據(jù)負(fù)載電流的不同，電壓可低至0.7v-0.8v。表1顯示了一些常見(jiàn)的堿性電池設(shè)備。對(duì)于某些用途，根據(jù)產(chǎn)品概要、系統(tǒng)需求、可用解決方案和電源預(yù)算，可以使用多個(gè)設(shè)備。

 

例如，無(wú)線光電鼠標(biāo)解決方案的工作電壓范圍為1.8v到3.2v。鼠標(biāo)可以使用兩個(gè)串聯(lián)堿性電池操作，不需要電壓調(diào)節(jié)器。如果需要非常緊湊的鼠標(biāo)規(guī)劃，那么2 AA/AAA堿性電池可能不適用。在這種情況下，可以使用單個(gè)的AA/AAA堿性電池來(lái)減少占用的空間，但是需要一個(gè)升壓轉(zhuǎn)換器來(lái)將電壓提高到1.8v。

 

你如何計(jì)劃便攜式電池

 

可充電電池被認(rèn)為是二次電池，每次使用后都可以將其排干或恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，直到電池壽命結(jié)束。本文將以鋰離子電池、鋰聚電池和鎳氫電池為例。鎳金屬氫化物電池是堿性電池的良好替代品，因?yàn)樗鼈兊男螤詈凸ぷ麟妷悍秶c堿性電池相似。一個(gè)缺點(diǎn)傳統(tǒng)鎳氫電池的自放電率高(每月約20%,如表2所示),但一個(gè)領(lǐng)先的電池制造商克服這通過(guò)提供一系列的鎳氫電池,能保持至少85%的產(chǎn)能生產(chǎn)后12個(gè)月。有一個(gè)簡(jiǎn)單和低成本的解決方案來(lái)恢復(fù)鎳氫電池的電力，但嵌入式充電器的兩層截止充電方法(指定的充電電流和工作環(huán)境)將獲得最佳性能。雙層截止充電法結(jié)合了溫度隨時(shí)間升高和電壓隨時(shí)間降低(或不改變)的特點(diǎn)。

 

表2電池化學(xué)功能比較

 

你如何計(jì)劃便攜式電池

 

鋰離子電池現(xiàn)在被認(rèn)為是一種復(fù)雜的電池技術(shù)，廣泛應(yīng)用于手機(jī)和汽車等領(lǐng)域，與十年前相比，它的制造成本更低，使用性能更好。在設(shè)計(jì)多電池系統(tǒng)時(shí)，一塊標(biāo)稱電壓為3.6v的電池具有巨大的優(yōu)勢(shì)，可以將電池壽命縮短三分之二。鋰離子電池在質(zhì)量和體積上的高能量密度使其適合多種便攜用途，如個(gè)人媒體播放器或無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)。然而，有必要提供保護(hù)電路，將鋰離子電池可能造成的風(fēng)險(xiǎn)(如充電過(guò)度或過(guò)熱)降至最低。鋰離子電池的使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)(可充電500- 1000次)，如果每天都充電，12年后需要更換。計(jì)劃中的鋰離子電池供電系統(tǒng)將延長(zhǎng)電池壽命，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。