Литий-ионный аккумулятор — постоянный заряд

У меня есть система, которая в 98% случаев потребляет менее 300 мА. Остальные 2% он потребляет 550мА. Это система USB и работает с ПК. Я рассматривал различные варианты, чтобы оставаться в пределах целевого энергопотребления 450 мА, но не смог его снизить. Я не могу рисковать, если система выйдет из строя из-за более длинного кабеля или плохо спроектированного USB-питания ПК, поэтому я подумал о добавлении батареи с ИС тракта питания, чтобы в пиковый период ток можно было увеличить от батареи.

Обратной стороной этого является то, что аккумулятор всегда будет в режиме зарядки. Я понятия не имею, что это будет с аккумулятором. Любые идеи будут оценены. Мне нужно, чтобы этот продукт работал в течение 3 лет без сучка и задоринки.

Как долго может работать 550 мА? Если несколько минут или меньше, возможно, вы находитесь в пределах досягаемости суперконденсаторов.
@BrianDrummond менее 100 м сек. Я слышал, что суперкапсы не справляются с очень быстрыми рампами. Я обязательно поэкспериментирую с ECaps, прежде чем рискну.
Тогда это более или менее 55 мКл или 11 мФ при 5 В. Я бы сказал, что это даже не супер-кепка, а довольно большая.
@clabacchio, как ты это вычисляешь? Я не мог этого сделать. Я был бы признателен, если бы вы могли пролить свет на это.
Итак, 550 мА * 0,1 с = 55 мКл. Тогда C=Q/V, но, конечно, как указывает Брайан, вам нужна большая емкость, чтобы ограничить падение напряжения. Скажем всего 1В, тогда нужен конденсатор 55мФ. Я думаю, вы можете решить это оттуда.

Ответы (2)

Изучите ESR (последовательное сопротивление) различных суперконденсаторов. Некоторые могут брать большие токи, некоторые (предназначенные для резервирования памяти) - нет.

Конденсатор емкостью 1 фарад (маленький для суперконденсатора!) с низким ESR может обеспечить недостающие 100 мА в течение 10 секунд (потеря около вольта), что значительно превышает ваши требования. Таким образом, с подходящей схемой для ограничения тока заряда они, безусловно, сохраняют достаточно энергии. Можете ли вы просто запараллелить его с источником питания USB или вам нужно какое-то коммутационное устройство для подачи дополнительной мощности, может зависеть от ваших требований к толерантности к напряжению.

Поиск конденсаторов 1F в Farnell показывает 27 доступных конденсаторов с широким диапазоном значений ESR:
0,5 Ом по цене 1,60 фунта стерлингов (или менее 1 фунта стерлингов со скидкой 10)
0,031 Ом по смехотворной цене, вероятно, полезной для запуска больших двигателей!
и многие с ESR 30 Ом и выше.

Я бы рассмотрел первый (ESR 0,5 Ом) с подходящим последовательным резистором для ограничения зарядного тока и диодом Шоттки на нем (смещенным в прямом направлении при разрядке) и спросил, соответствует ли что-то столь же простое, как это, вашим требованиям. В противном случае полевой МОП-транзистор на резисторе, переключаемый детектором пониженного напряжения, может обеспечить лучшую стабилизацию напряжения, но с большей сложностью и затратами.

РЕДАКТИРОВАТЬ: ИЗВИНЕНИЯ: выделенный конденсатор рассчитан только на 2,5 В. Дальнейшие поиски показывают более дорогой конденсатор с номинальным напряжением 5 В для сохранения простоты, в качестве альтернативы, повышающий регулятор может генерировать 5 В от этого конденсатора, когда это требуется детектором пониженного напряжения.

Вы всегда можете использовать гистерезис, чтобы убедиться, что он будет заряжаться только тогда, когда напряжение батареи ниже некоторого порога.

Вам просто понадобится гистерезисный компаратор, который управляет последовательным транзистором, или, что еще лучше, зарядное устройство для LiPo аккумуляторов.

Я точно использую зарядку. Но батарея никогда не пройдет полный цикл зарядки/разрядки. Оно всегда будет колебаться около 4,1 В. Я беспокоюсь, что это может привести к сокращению срока службы батареи, и батарея больше не сможет удерживать заряд.
@TGG Я имел в виду использование компаратора для включения и выключения самого зарядного устройства (которое, как я знал, вы используете :)). Вы можете заставить батарею колебаться, например, между 3,5 и 4 В, что делает это намного реже. В любом случае, рекомендуется поддерживать напряжение батареи как можно ближе к середине диапазона (около 3,7 В), чтобы максимально увеличить срок ее службы.
Я понимаю. Это может быть жизнеспособным вариантом. У вас есть образец схемы, как я могу это решить?
Кроме того, что происходит, я не делаю того, что вы предлагаете. Просто воткнуть аккумулятор и пусть заряжается все время до 100%?
@TGG хорошо, у меня есть идея, но наблюдение за тем, какое зарядное устройство вы используете и сколько времени ваша система потребляет 550 мА, поможет получить лучшее представление. Аккумуляторы на литиевой основе не любят долго находиться под высоким напряжением и быстрее изнашиваются. Я не знаю точно почему, но рекомендуется держать их в этом, скажем, диапазоне 20%-80%.
Я думаю об использовании BQ24195 (или какой-то его формы) и 100 мс 550 мА.
Литий-ионный аккумулятор — постоянный заряд
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 1v