一种锂离子电池线性充电控制系统设计

在分析单节锂离子电池恒流(含涓流)与恒压独立充电方式的基本原理和典型结构基础上,根据锂离子(Li-ion)电池充电的基本功能要求,通过对恒流、恒压基本结构输出级耦合的控制方式,结合对电池电压与电流的精确检测与监控,设计了一种结构简单、控制稳定有效的锂电池线性充电控制系统.基于CSMC 0.6 μm CMOS工艺的仿真结果表明,系统在各种状态下均能可靠实现涓流、恒流、恒压的阶段式充电切换控制,并且恒流、恒压充电的精度可分别达到5%和1%以内.     

一种新型的锂离子电池开关充电电路

设计了一种新型的基于恒流/恒压充电模式的锂离子电池开关充电电路。在电池电压达到浮充电压时,实现了恒流充电向恒压充电的平滑切换。通过对恒流充电环路和恒压充电环路的设计,尤其是对充电电流采样信号放大电路和电池电压采样信号放大电路的详细设计,实现了电路的稳定工作。采用0.5 μm标准CMOS工艺对电路进行仿真,结果表明,电路工作在5 V的电源电压下,涓流充电电流为119.6 mA,恒流充电电流为1.209 A,恒压充电阶段的电池电压为4.195 V,并且实现了恒流充电向恒压充电的平滑切换。     

微型单节锂离子电池充电器

<正> MCP73831是 Microchip 公司生产的单节锂离子电池或锂聚合物电池充电器集成电路。由该器件组成的充电器电路简单、体积小,故称为微型充电器。该充电器主要优点:内部集成了调整管、电流检测电路及反向放电保护电路;终止充电电压精度±0.75%;除终止电压为4.2V 外,用户还可订制选择4.35V、4.40V 和4.50V 为终止充电电压;以恒流、恒压方式充电;恒流充电的电流可设定;用户还     

基于手持导航产品的锂离子电池充电技术

电池是手持导航产品的能量来源,因此电池的性能直接影响着产品的稳定性。锂离子电池以其高能量密度,高电池电压,无记忆效应,长保存寿命和充电周期等优点在手持导航产品中应用广泛。介绍了锂离子电池的特性,恒压充电和恒流/恒压充电技术,充电IC组成,并结合充电芯片LTC4054-4.2分析了手持导航产品的锂离子电池充电应用方案。     

便携式仪器需要高性能充电器

近几年来,电池技术有了长 足的发展,其中锂离子和锂聚合物电池最为流行。为了使这些电池获得最佳性能,充电器技术必须跟上电池技术的发展。 笔记本电脑所使用的电池,无论大小、重量还是寿命都很关键。由于锂离子和锂聚合物相似,所以它们的充电方式几乎相同,主要区别在于端电压和充电电流。 锂离子电池的传统充电方式是采用恒流和恒压。当电池的电压较低时,典型的充电周期开始是用恒流充电方式。当电池电压上升到指定限度时,充电器转为恒压充电,该方式一直持续到充电电流减小为零,这时电池充电完毕。在恒压充电阶段,电流按指数规…     

线性锂离子电池充电器的分析和设计

设计了一种独立的单节锂离子电池线性充电器,该充电器采用恒定电流/恒定电压算法,可输出高达1 A的可编程充电电流和精度达±0.35%的4.2 V终止充电电压.详细分析了恒流充电实现的原理和恒压充电实现的原理.使用XFAB 0.6 μm BiCMOS工艺模型,Spectre仿真结果表明,在恒流充电到恒压充电的整个过程中系统都稳定工作且性能符合设计指标.     

一款经济实用的移动电源设计

移动电源用于解决便携数码产品在户外无法充电和不能长时间工作的问题。文章介绍的移动电源的设计方案,具备短路、过充、过放、恒流、恒压等保护措施,而且增加了照明和智能电量显示功能。本方案实现简单、成本低、性能稳定,是移动电源产品的理想选择。     

基于电－热－老化耦合模型的锂离子电池优化充电策略

快速安全的充电协议对于增强电池的实用性至关重要,文中提出了一种均衡考虑锂离子电池老化损耗和充电时间的多级恒流充电方法。首先,从锂离子电池自身的物理及化学反应机理出发,建立了电－热－老化多参数耦合模型。其次,基于电池模型参数构造了以老化损耗和充电时间为目标的优化方程。最后,采用粒子群优化算法计算确定各个恒流段的最佳充电电流,在相同条件下通过与恒流恒压充电方法的实验比较,表明该多级恒流充电方法在不牺牲电池循环使用寿命的情况下,充电时间缩短了25.14％,平均温升降低了0.4902℃。     

一种基于复合运放的线性锂离子电池充电器

基于复合运放,设计了一款新颖的线性锂离子电池充电器.该充电器根据锂离子电池充电的特性,采用三阶段充电法,即涓流充电(预处理),恒流充电(快充),恒压充电(充满).仿真结果显示,在4.5 V电源电压下,充电器实现了涓流充电电流80 mA,恒流充电电流800 mA,及恒定电压4.2 V的充电过程.另外,设计中利用充电功率管的栅极寄生电容作为充电环路的补偿电容,节省了芯片成本和面积.     

基于PIC16F883的锂电池智能充电器的设计与实现

设计了一个具有充放电功能的锂电池充电器,充电电路采用数字控制的Buck变换器,放电电路采用高效率的集成Boost变换器。充电器采用DC/DC拓扑结合脉冲充电控制的充电方案。系统以集成了多种外围模块的PIC16F883单片机作为控制核心,控制电路简洁有效,具备对锂离子电池进行过充、过放和过温保护的功能。     

恒流/恒压充电方式的锂电池充电器芯片

提出了一种基于恒流-恒压(CC-CV)充电模式的锂电池充电器.在CC-CV充电模式下,充电器先给电池提供大的充电电流;在电池电压尚未到达饱和之前,充电电流便开始减小;电池电压达到饱和并保持恒定之后,充电电流进一步减小.这种充电方法,能够避免在电池电压的饱和值附近仍对电池进行大电流充电,从而导致过热现象.对这块充电器芯片核心电路的创新设计,保证了这种CC-CV充电模式的实现.本芯片采用CSMC公司0.6μm的CMOS工艺流片.测试结果验证了本文提出的CC-CV充电模式的实现.充电完成后,锂电池电压为4.1833V.     

三／四节串联锂电池保护系统设计

三／四节串联锂电池保护系统采用充电、放电分离的控制方式,对各种三／四节锂离子可充电电池串联使用场合的充电、放电过程进行严格地控制和保护,具有两级单节过充电保护、单节过放电保护、两级放电过电流保护、放电短路保护、放电温度保护、充电温度保护、充电防反接保护、充电时禁止放电等功能,以确保锂电池的使用安全性和延长锂电池的使用寿命,其电路简单、可靠、有效。     

基于可中断恒流-恒压方法的锂电池充电控制器

为提高锂电池充电的效率,延长电池寿命,提出一种新的基于可中断恒流-恒压控制方法的锂电池充电管理芯片的设计,并针对充电的安全性问题,加入了电池工作温度异常中断机制,可在电池温度过高或者过低时有效保护电池,还可使用户根据典型(而不是最差条件下的)环境温度来设置充电电流,提高了充电效率。提出的新型恒流-恒压控制电路具有结构简单、控制精度高的优点。芯片采用1.5μm BCD的工艺进行了设计和流片。测试结果成功验证了所提出的控制策略及芯片的功能。     

Smart dual battery management system for expanding lifespan of wireless sensor node

Wireless sensor nodes have huge energy demand for their operations; they are deployed in remote locations for various applications like weather, industrial, satellite, construction, banking, and medical. Sensor nodes require continuous or uninterrupted power supply during their life cycles. When the available renewable power sources are not sufficient to run the system, the batteries are required to deliver a continuous and uninterrupted power supply. The main focus of proposed model is to design and develop a smart dual battery management system along with a hybrid energy harvesting model that can provide reliable and efficient power support to the sensor node. The problem under consideration also focuses on reducing the state of health degradation of batteries by applying a smart battery charging methodology using an ANFIS (adaptive neuro-fuzzy inference system) controller. The proposed power management system ensures and meets the expected objectives such as switching of power sources, smart battery charging methodology (constant current and constant voltage [CC-CV]), and dual battery power support using ANFIS controller. The result was obtained through the simulation and hardware prototype of the proposed system work flawlessly to meet the desired objective with partial charging and discharging of batteries for the prevention of battery degradation and also enhance the lifespan of the batteries.     

大功率智能快速充电机

文章以大功率开关电源作为充电电源,利用单片机来调节充电电压和电流、控制充放电脉冲、完成充电电池组的检测和保护,从而实现铅酸蓄电池的快速充电,提高充电效率。充电过程以马斯定律为指导,采用大电流脉冲充电;并利用短时间的停止充电来解决离子扩散速度低于化学反应速度的问题,减小浓差极化;同时脉冲放电可以使积累在正负极板上的电荷迅速消失,电化学极化也得以控制。     

间歇-正负脉冲蓄电池快速充电方法的研究

目前影响锂离子电池充电速度的关键问题之一是如何消除或减小充电过程中的极化现象。传统的快速充电法中使用比较广泛的是多阶恒流脉冲充电法,主要采用正脉冲、停充等方式来减小或消除极化效应,在一定程度上提高了充电速度,但效果不够理想。提出的间歇-正负脉冲充电法,首先依据析气点电压和极化电压监测蓄电池极化状况,然后采用两种模糊控制器,分别确定间歇-正负脉冲充电法中的正负脉冲宽度,采用交替充电和放电减少或消除充电过程中的极化现象。实验证明,间歇-正负脉冲充电方法比传统的采用停充方式的多阶恒流脉冲充电法充电速度提高了33.3%,充电效率提高了5.1%,温升降低了57%。     

基于电压电流双环控制的蓄电池并网研究

针对常规蓄电池放电采用可变电阻器进行性能测试所引起的准确度低、可靠性差、操作困难等问题,文中提出了一种并网充放电的电池性能检测方式。通过对铅酸蓄电池中电荷量、温度、电流微分表达式的分析,建立由主反应支路和寄生支路组成的三阶等效数学模型。电池的充放电采用阶跃信号触发Buck-Boost双向变换电路开关通断的恒流模式。逆变电路采用电压电流双闭环控制,并经电感滤波后并入模拟电网。在MATLAB/Simulink软件上搭建的仿真模型验证结果表明蓄电池各项性能指标和并网电流动态响应良好,证明了文中所提方法的有效性和环保性。     

无线传感器网络节点太阳能蓄电池充放电保护电路

蓄电池是太阳能供电装置的重要部件.本文设计的蓄电池充放电保护,采用比较器、三极管、分流稳压器等电子器件代替单片机或芯片,降低了自身耗能.在充电保护电路中为防止充电电压过高、增加了稳压支路;在放电保护中增加滞回电路解决了一般放电保护中振荡造成的电池损坏,使充放电保护功能更完善.实验结果表明:该电路简单、易行,充放电保护动作正确、可靠,适合在维护不便的远程无线传感器网络监测中应用.     

基于BQ77PL900的多节锂电池充放电管理系统

因多节锂电池充放电管理要求严格,如电池电量平衡、过流/短路保护、欠压保护、过温保护等。故针对多节锂电池充放电管理要求,设计了一种基于BQ77PL900的充放电管理系统,采用PIC18LF4520作为核心处理器,并给出了详细的系统软、硬件设计。实验结果表明,该电路能够完成10节电池的充放电管理,达到了预期的设计要求。     

Visualizing the Oxidation Mechanism and Morphological Evolution of the Cubic‐Shaped Superoxide Discharge Product in Na–Air Batteries

Sodium–air (Na–O₂) batteries have recently developed as a high theoretical energy density energy storage and conversion system. In particular, Na–O₂ batteries with superoxide as the discharge product have a very high round‐trip energy efficiency over lithium–air batteries due to their significantly reduced charging overpotential. However, Na–O₂ batteries yet suffer from limited cycling lives because of the formation and incomplete removal of side products during oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) processes, while the mechanism of these processes is still not fully understood. Herein, a detailed investigation on tracking the decomposition pathway of cubic‐shaped micrometer‐sized NaO₂ discharge products in Na–O₂ batteries with carbon‐based air electrodes is reported. A detailed electrochemical charging mechanism is revealed during the charging process. The evolution of the chemical compositions of the discharge/side products in air electrode during charging is also verified by synchrotron‐based X‐ray absorption spectroscopy experiments. The formation of these intermediate phases other than NaO₂ during the charging process results in high overpotentials. These new findings can contribute to a better understanding and the rational design of future Na–O₂ batteries.