锂电池供电电源电路设想-耽误锂电池容量和寿命的注重事变-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2019-10-17
锂电池供电电源电路设想剖析，“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、利用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研讨。20世纪70年月时，M. S. Whittingham提出并起头研讨锂离子电池。因为锂金属的化学特征很是活跃，使得锂金属的加工、保管、利用，对环境请求很是高。跟着迷信手艺的成长，此刻锂电池已成了支流。
锂电池大抵可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是能够充电的。可充电电池的第五代产物锂金属电池在1996年降生，其宁静性、比容量、自放电率和机能价钱比均优于锂离子电池。因为其自身的妙手艺请求限定，此刻只要多数几个国度的公司在出产这类锂金属电池。
锂金属电池：
锂金属电池普通是利用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、利用非水电解质溶液的电池。
放电反映：Li+MnO2=LiMnO2
锂离子电池：锂离子电池普通是利用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、利用非水电解质的电池。
充电正极上产生的反映为：LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)
充电负极上产生的反映为：6C+XLi++Xe- = LixC6
充电电池总反映：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
正极
正极材料：可选的正极材料良多，支流产物多接纳锂铁磷酸盐。差别的正极材料对比：
正极反映：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。
充电时：LiFePO4→Li1-xFePO4+xLi+ +xe-放电时：Li1-xFePO4+xLi+ +xe- → LiFePO4。
负极
负极材料：多接纳石墨。新的研讨发明钛酸盐能够是更好的材料。
负极反映：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。
充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放电时：LixC6→ xLi+ + xe- + 6C
单节锂电池供电电源电路设想，包含升压、充电办理等电路设想，一款基于锂电池供电的产物，对电源局部的大抵请求是如许的：
1、由单节可充电锂电池供电；
2、板子自带充电办理模块，可外接5V太阳能板或安卓手机充电器间接充电；
3、须要不变输入5V电压，给5V模块供电；
4、须要不变输入3.8V电压，刹时带载才能2A以上，给4G模块供电模块供电；
5、须要不变输入3.3V电压，给MCU和其余3.3V的电子模块供电；
起首，笔者经由进程查材料得悉，普通标称为3.7V的锂电池的电压规模是在2.8V~4.2V，若是说想要取得不变的5V、3.8V和3.3V电压，明显不能间接取得，须要借助特定电源芯片来完成。那末该若何挑选电源芯片呢？
起首，要取得5V电压的话，无庸置疑，必须得用升压芯片了。那末，3.8V和3.3V两种电压，是否是能够间接由锂电池颠末LDO来完成呢？没弊端，完成也确切能完成，只不过，仿佛有点华侈锂电池的电量，因为不论是哪款LDO，一向都是输入电压要高于输入电压的，如许一来，以取得3.3V电压为例，锂电池的电压最多放到3.3V多一点，就不能延续取得不变的3.3V电压了，如许明显是不行的！
思来想去，也只要接纳“先升压、再降压”的计划了，挑选一款适合的升压芯片，先将锂电池的电压升压至5V，再经由进程降压芯片，将电压别离稳压至3.8V和3.3V，如许仿佛就可以够知足咱们的请求了。
固然，市道上的升压和降压的芯片确切是比拟多，笔者之前测验考试过了一种计划，可是感受不是出格好，因而，前面又找了别的一家的芯片。在厂家手艺的指点下，对之前的电路停止了改良。那末空话未几说，接上去，笔者就跟大师来分享一下我的这套计划。
起首，是锂电池充电办理局部，笔者选用的是TC4056A这款芯片来作为单节锂电池的充电办理芯片：
这款TC4056A也是市道上比拟罕见的一款单节锂电池充电办理芯片，充电电压牢固在4.2V，最大充电电流可大1A，同时自带锂电池温度检测、欠压闭锁、主动再充电和两个用于唆使充电、竣事的LED状况引脚。
妙手们也许发明了笔者电路上的一个题目，那便是，锂电池充电局部并不带掩护电路，是否是有宁静隐患？其实不然，因为笔者利用的电池是铝包电池，而非18650那种锂电池，这类铝包电池自身就已带了掩护板，以是笔者也就不再画蛇添足了，那样也华侈物料。
接上去，咱们就来看下升压局部的电路，锂电池升压局部笔者接纳了一颗型号为KF2185的同步升压芯片，这款芯片的同步升压效力最高可达94%，延续带载才能能够到达2A以上，可调节电压输入，核心电路也是很简略。
接上去，便是3.8V的稳压芯片，笔者这里选用的也是一款能够电压输入的芯片KF7416，这款芯片的转换效力也是最高可到达95%，核心电路也是很是的简略，SOT23-6的封装，也算是很节流空间了。
最初，便是3.3V电压的稳压电路了，对3.3V电压其实有两种渠道能够取得，一是从5V取得，别的一种便是从3.8V取得。因为笔者这里的3.8V是要给4G模块供电的，并且，出于省电斟酌，在日常平凡用不上4G模块的时辰，是须要将4G模块的电源零丁断开的，而MCU和其余的3.3V的模块又是须要一向上电的。
是以，这里就不能间接用3.8V来稳压了。对3.3V的稳压芯片其实是太多了，笔者也就顺手选了一特性价比还不错的ME6211来利用了。
别的趁便提下，在有些锂电池利用中，若是不须要用到其余的电压而只须要用到3.3V的电压时，咱们也能够挑选一个自带升压降压的芯片来完成，就无需先升压再降压了，比方，笔者领会到的KF3448这款芯片，就可以够到达咱们的目标：
固然，在挑选这些芯片的时辰，良多时辰仍是要斟酌带载才能、功耗、体积、价钱等方面的身分，大师在利用中仍是要按照本身的现实环境作出公道的挑选。
1、若是持久用外接电源为条记本电脑供电，或电池电量已跨越80%，顿时取下电池。日常平凡充电不需将电池布满，充至80%摆布便可。调剂操纵体系的电源选项，将电量警报调至20%以上，日常平凡电池电量最低不要低于20%。
2、手机等小型电子装备，充好电就应立即断开电源线 （包含充电功效的USB接口），一向毗连会侵害电池。要常常充电，但不用非得把电池布满。
3、不管是对条记本仍是手机等，都必然不要让电池耗尽（主动关机）。
4、若是要外出观光，可把电池布满，但在前提许可的环境下随时为电器充电。
5、利用更加智能省电的操纵体系。
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