Lithium-Ionen-Akku - Konstante Ladung

Ich habe ein System, das 98 % der Zeit weniger als 300 mA verbraucht. Die restlichen 2% verbraucht es 550mA. Es ist ein USB-System und funktioniert mit einem PC. Ich habe verschiedene Optionen geprüft, um den angestrebten Stromverbrauch von 450 mA einzuhalten, aber ich konnte ihn nicht senken. Ich kann kein Risiko eingehen, dass das System aufgrund eines längeren Kabels oder einer schlecht ausgelegten USB-Stromversorgung eines PCs nicht funktioniert. Daher habe ich darüber nachgedacht, eine Batterie mit Strompfad-IC hinzuzufügen, damit während der Spitzenzeit der Strom aus der Batterie erhöht werden kann.

Der Nachteil dabei ist, dass sich der Akku immer im Lademodus befindet. Keine Ahnung was das mit der Batterie macht. Irgendwelche Einblicke würden geschätzt. Ich brauche dieses Produkt, um 3 Jahre lang ohne Probleme zu arbeiten.

Wie lange kann der 550-mA-Betrieb dauern? Wenn es nur ein paar Minuten oder weniger dauert, befinden Sie sich möglicherweise in Reichweite von Superkondensatoren.
@BrianDrummond weniger als 100 m Sek. Super Caps können nicht mit sehr schnellen Rampen umgehen, die ich gehört habe. Ich werde auf jeden Fall mit ECaps experimentieren, bevor ich den Sprung mache.
Dann sind es mehr oder weniger 55 mC oder 11 mF bei 5 V. Es ist nicht einmal eine Superkappe, würde ich sagen, nur eine ziemlich große.
@clabacchio wie berechnet man das? Ich konnte das nicht. Ich wäre Ihnen dankbar, wenn Sie etwas Licht ins Dunkel bringen könnten.
Nun, 550 mA * 0,1 s = 55 mC. Dann ist C = Q / V, aber wie Brian betont, benötigen Sie natürlich eine größere Kapazität, um den Spannungsabfall zu begrenzen. Nehmen wir an, nur 1 V, dann benötigen Sie eine 55-mF-Kappe. Ich denke, da kannst du es hinbekommen.

Antworten (2)

Untersuchen Sie den ESR (Serienwiderstand) verschiedener Supercaps. Einige können hohe Ströme aufnehmen, andere (für die Speichersicherung ausgelegt) nicht.

Ein 1-Farad-Kondensator (klein für einen Supercap!) Mit niedrigem ESR könnte die fehlenden 100 mA für 10 Sekunden liefern (Verlust von etwa einem Volt), was Ihre Anforderung bei weitem übersteigt. Mit einer geeigneten Schaltung zur Begrenzung des Ladestroms speichern sie also sicherlich genug Energie. Ob Sie es einfach mit der USB-Versorgung parallel schalten können oder eine Schaltanordnung benötigen, um die zusätzliche Leistung bereitzustellen, kann von Ihren Anforderungen an die Spannungstoleranz abhängen.

Die Suche bei Farnell nach 1F-Kondensatoren zeigt 27 verfügbare mit einer großen Auswahl an ESR-Werten:
0,5 Ohm Preis 1,60 £ (oder unter 1 £ bei 10 Stück)
0,031 Ohm zu einem lächerlichen Preis, wahrscheinlich nützlich zum Starten großer Motoren!
und viele mit ESR von 30 Ohm oder höher.

Ich würde ersteres (0,5 Ohm ESR) mit einem geeigneten Vorwiderstand zur Begrenzung des Ladestroms und einer darüber liegenden Schottky-Diode (beim Entladen in Vorwärtsrichtung vorgespannt) in Betracht ziehen und fragen, ob etwas so Einfaches wie das Ihren Anforderungen entspricht. Andernfalls kann ein MOSFET über dem Widerstand, der von einem Brownout-Detektor geschaltet wird, eine bessere Spannungsregelung bieten, jedoch mit mehr Komplexität und Kosten.

BEARBEITEN: ENTSCHULDIGUNG: Der hervorgehobene Kondensator ist nur für 2,5 V ausgelegt. Weitere Suche zeigt einen teureren mit 5 V, um die Einfachheit zu wahren, alternativ könnte ein Aufwärtsregler 5 V aus diesem Kondensator erzeugen, wenn dies von einem Brownout-Detektor verlangt wird.

Sie können immer eine Hysterese verwenden, um sicherzustellen, dass nur geladen wird, wenn die Batteriespannung unter einem bestimmten Schwellenwert liegt.

Sie benötigen lediglich einen Hysterese-Komparator, der einen Reihentransistor ansteuert, oder noch besser ein LiPo-Ladegerät.

Ich benutze auf jeden Fall ein Ladegerät. Der Akku wird jedoch niemals den vollständigen Lade-/Entladezyklus durchlaufen. Es wird immer um 4,1 V schweben. Ich befürchte, dies könnte dazu führen, dass sich die Lebensdauer des Akkus verkürzt und der Akku die Ladung nicht mehr halten kann.
@TGG Was ich meinte, war, den Komparator zum Ein- und Ausschalten des Ladegeräts selbst zu verwenden (von dem ich wusste, dass Sie es verwenden :)). Sie können die Batterie z. B. zwischen 3,5 und 4 V oszillieren lassen, was sie viel seltener macht. Auf jeden Fall ist es empfehlenswert, die Batteriespannung so weit wie möglich im mittleren Bereich (um 3,7 V) zu halten, um die Lebensdauer zu maximieren.
Ich verstehe. Dies kann eine praktikable Option sein. Hast du ein Beispielschema, wie ich das lösen kann?
Außerdem, was passiert, ich tue nicht, was Sie vorschlagen. Einfach den Akku einstecken und ihn die ganze Zeit zu 100% laden lassen?
@TGG Nun, ich habe eine Idee im Kopf, aber zu sehen, welches Ladegerät Sie verwenden und wie lange Ihr System 550 mA verbraucht, würde helfen, eine bessere Sicht zu erhalten. Batterien auf Lithiumbasis mögen keine langen Hochspannungen und verschleißen schneller. Ich weiß nicht genau warum, aber es wird empfohlen, sie in diesem - sagen wir - 20%-80%-Bereich zu halten.
Ich denke daran, BQ24195 (oder eine Form davon) und 100 ms von 550 mA zu verwenden.
Lithium-Ionen-Akku - Konstante Ladung
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