Должна ли схема/устройство с питанием от никель-металлгидридных аккумуляторов переключать источники питания во время зарядки?

Подробности

Питание от батареи: 2,4 В (2 батареи NiMH 1,2 В - 1500 мАч)

Зарядное устройство: 5 В (адаптер питания USB / настенная бородавка)

Импульсный регулятор/контроллер: NCP1450A 3,3 В с повышающим напряжением питания


Описание схемы

Потребляемая мощность: схема будет полностью включена в течение 12 (15 секунд) интервалов каждый день, потребляя 150 мА тока (всего 3 минуты за 24 часа). Схема будет потреблять около 50 мкА тока во время сна.

Состав схемы. Проще говоря, схема состоит из микроконтроллера, который считывает показания датчиков и управляет выводом на периферийные устройства на основе датчиков и временных интервалов.

Зарядка батареи: основной MCU или дополнительный MCU, который может быть выбран, будет контролировать зарядку и техническое обслуживание батареи.

Использование и применение: устройство в первую очередь предназначено для работы от батареи, но его также можно легко разместить в пределах досягаемости розетки, где оно может оставаться подключенным к предоставленному специальному источнику питания 5 В в течение длительного периода времени или даже на неопределенный срок.


Вопросы и опасения

Опасения: В схеме, спроектированной для постоянного получения тока от аккумуляторов, даже если для зарядки и обслуживания подключен дополнительный выделенный источник питания, срок службы аккумуляторов сократится, а аккумуляторы будут повреждены из-за постоянного заряда и разряда. Кроме того, может быть трудно установить точную емкость батареи после завершения начальной последовательности зарядки, что может привести к избыточной или недостаточной зарядке.

Вопрос 1: обоснованы ли мои опасения? Или, в качестве альтернативы, любое потенциальное сокращение срока службы/повреждение будет достаточно несущественным, чтобы исключить необходимость альтернативного проектного решения?

Вопрос 2: Предполагая, что мои опасения обоснованы, какой будет подходящая конструкция для изоляции батарей от цепи, когда устройство подключено к выделенному источнику питания, но при этом облегчающая зарядку и обслуживание батарей?


Пожалуйста, ответьте с вашими идеями и соображениями дизайна. Ваш вклад будет очень признателен, так как у меня нет большого опыта в этой области.

Я пытаюсь понять. Вопрос 2. Почему вы хотите изолировать аккумуляторы от переключателя 3,3 В (?), когда они заряжаются? Разве 3v3 не питает MCU, который вам нужен для управления зарядкой аккумулятора?
Я предлагал, чтобы батареи были изолированы «только», пока подключен вторичный источник питания, который будет обеспечивать питание MCU через коммутатор 3,3 В при подключении.
Как вы планируете регулировать напряжение/ток заряда батареи? С выделенной микросхемой или под управлением микроконтроллера? Кроме того, ваш буст-регулятор может работать неэффективно при очень низком потреблении тока.
Чтобы уточнить, предлагаемый сценарий заменит питание переключателя 3,3 В от батареи на настенную бородавку. После этого батареи будут изолированы от любого потребляемого тока. Коммутатор будет получать питание от настенной розетки и по-прежнему будет питать MCU, который будет поддерживать заряд батареи. Проще говоря, как только устройство «подключено» через настенную розетку, оно становится зарядным устройством и не потребляет ток от батарей. Ранее предложенный метод в моих «проблемах» заключается в том, что батареи будут «ВСЕГДА» подавать ток на переключатель и цепь.
@ pjc50 - я планирую использовать только один MCU для всех аспектов схемы, а также для зарядки аккумулятора. Однако из-за количества доступных контактов ввода-вывода может потребоваться специальный микроконтроллер для зарядки. Я буду использовать показания напряжения и измерения температуры батарей для контроля тока заряда. Я не смотрел на эффективность буст-контроллера при малом токе. Тем не менее, буст-контроллер имеет спящий режим, и схема может быть спроектирована так, чтобы переводить буст в спящий режим и, возможно, получать питание непосредственно от батарей во время спящего режима MCU.
Если вы отсоедините импульсный преобразователь 3,3 В от батареи во время работы от настенной розетки, то ваш повышающий преобразователь должен будет перейти на повышающе-понижающий тип, потому что вы указали, что настенная бородавка подает 5 В.
@MichaelKaras Напряжение питания 5 В может быть снижено до VIN на контроллере наддува с помощью диодов или недорогого регулятора, или, в качестве альтернативы, может быть понижено и полностью обойти контроллер наддува.
Чтобы не отклоняться от темы, меня больше всего интересует, влияет ли на срок службы батареи нагрузка (потребление тока) и одновременное получение заряда в течение длительных периодов времени. Было бы более разумно изолировать цепь батареи, когда устройство «подключено» к сети в течение длительного периода времени?

Ответы (1)

Я думаю, что ответ на этот вопрос «да»: например, Panasonic - Никель-металлогидридные батареи - Технический справочник 2000 года прямо говорит, что вы не можете подзаряжать NiMH, за исключением определенного периода в несколько часов после быстрой зарядки. С NiMH вам нужно тщательно измерять напряжение во время зарядки, чтобы найти состояние «конца заряда». Если цепь работает непосредственно от батареи, это также усложнит задачу.

Однако вы можете сделать:

  • при подключении начать зарядку
  • прекратите зарядку в обычном режиме (обнаружение провала напряжения) и установите таймер
  • примерно через 24 часа перезапустите цикл зарядки

Или выберите другую химию батареи, которая может заряжаться плавающим зарядом, например NiCad.

Должна ли схема/устройство с питанием от никель-металлгидридных аккумуляторов переключать источники питания во время зарядки?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v