如何在锂离子电池充电时为小部件供电?

电器工程 电池 充电器 锂离子
2022-01-28 16:38:35

我需要一种从 4.5V - 20V 输入为 3.7V 锂离子电池(可能是 18650 型)充电的方法。这不是问题,在这种工作范围内有很多(开关)电池充电器。

但是,我现在的困难来自第二个要求。小部件必须能够在电机运行时以 500mA 峰值负载平均 250mA 充电时运行。

虽然原则上听起来我需要做的就是从电池中汲取电流,但这会干扰充电过程,因为测得的电流与电池实际汲取的电流不同。当处于恒流阶段(约 90% 的充电过程时间)时,电流突然变化会改变充电电压。这对电池来说可能不太健康。它也可能会干扰 C/10 截止值。

解决这个问题的最佳方法是什么?

我考虑过使用两个IC。一个为电池充电,一个降压转换器以约 4.5V 的电压运行电子设备,但这会占用空间,并增加小部件的成本,所以我宁愿换一种方式。

1个回答

我最近考虑过这个要求。

只要您保持从 Vin 到负载的电流与电池电流分开,那么您应该有最小的问题。即,如果电流从 Vin 流向电池,然后从电池流向负载,则系统需要做额外的工作才能忽略 Iin。

即正确的电池充电需要能够在充电期间处理净电池电流。只要你让它能够在充电期间管理电池电流,一切都会好起来的。这样(下图)电池控制器不会“看到:外部源在做什么。

  • Iin -> 稳压器 -> 电池 -> 电池控制器 -> 负载 x

但是如果in直接去负载并且电池单独连接到负载,那么所有都保持分区。

  • Iin -> 稳压器 -> 负载
    电池 - 电池控制器 - 负载

在实践中,这可能就像将负载放在电池电流检测的 Vcharge 侧一样简单。然后电流检测会看到真实的电池电流(输入或输出),并且“不知道”实际负载电流。

所以

如果外部电源可以直接操作小部件,它将在不涉及电池的情况下运行。如果不是(比如 100 mA 充电,300 mA 负载),那么它将消耗电池电流来弥补差异。

当电池电压达到Vmaxchg *=(通常为4.2V/cell)时,恒流阶段结束跳闸。该电压可能会受到可用充电电流的轻微影响,但影响不大。[[注意:恒流阶段的充电百分比通常小于 90%]]。因此 CC 阶段的结束不会受到小部件运行的太大影响。

当 Ichg 下降到 Imax 的某个 % 时,CV(恒定电压)阶段结束。
如果外部电源不能直接支持widget plus Ichg_current,那么Ichg 会降低,充电可能会终止。您可以在小部件运行期间禁用充电终止,或者在终止控制电路中添加一个假电流值,以使其在小部件运行时看起来 Ichg 是稳定的。做起来比想象的容易:-)。

调整表观充电率的诡计并没有什么害处,因为在这些期间电池不会充电(并且正常操作假设当widegt停止运行时)。