Integración de la batería y el cargador de la batería en mi proyecto: nunca quiero quitar las baterías de este dispositivo para cargarlas. ¿Cómo hago eso?

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(solía diseñar y construir electrónica: alta fidelidad, automatización, sistemas digitales hasta e incluyendo controladores basados en CPU), por lo que tengo una buena comprensión de lo básico. Simplemente dejé de participar en el campo unos 15 Hace años, mi conocimiento de lo que está disponible actualmente en términos de componentes es bastante confuso.)

El dispositivo es un controlador para un instrumento científico. Extraer las baterías para cargarlas de vez en cuando será engorroso. Además, quiero una transición perfecta entre las baterías y la CA (bueno, no la CA en sí, sino las CC externas a un voltaje más alto).

La batería debe ser 12 V o un poco más alta. En términos de cuánta energía necesita almacenar, algo como una pequeña batería de computadora portátil debería ser suficiente.

Entonces, básicamente, necesito integrar el circuito de carga de la batería con el dispositivo. La batería no será (fácilmente) extraíble. El dispositivo proporcionará un puerto para un suministro de CC externo para la carga. El cambio entre la batería interna y la CC externa debe ser continuo. Debe manejar automáticamente todas las tareas relacionadas con la carga de la batería (regular la corriente, detener la carga cuando está completamente cargada, detener el dispositivo cuando está completamente descargada y no hay CC externa, etc.). Indicar el nivel de carga actual sería bueno.

¿Alguna sugerencia?

Estoy bastante seguro de que podría usar una batería de computadora portátil real para este propósito, simplemente no sé cómo conectarlo.

¿Puedo usar 4 x LiPo o 4 x 18650 elementos en serie? Tendría que usar algún tipo de cargador / controlador de batería, estoy bastante seguro de que tal cosa ya existe, simplemente no sé por dónde empezar a buscarlo. Sé que estos elementos son delicados.

Cualquier ayuda sería apreciada, gracias.

    
pregunta Florin Andrei

1 respuesta

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Es probable que una batería de computadora portátil sea una buena opción si las características de Li-ion le convienen. Estos pueden tener 2 o 3 o 4 celdas en serie. Algunos proporcionan acceso a todos los puntos de conexión celular, otros no. Aquellos que no lo tengan pueden tener un controlador interno para mantener el balance celular.

Si se trata de una aplicación de un solo volumen o de bajo volumen, es posible que desee considerar el uso de cualquier computadora portátil relacionada. Si es para un uso de gran volumen, entonces Digikey y otros venden una gama de IC adecuados. Una alternativa es usar menos celdas y un convertidor boost. Hay muchas baterías de celda única LiPo disponibles para tabletas / teléfonos / pdas / .... Existen numerosas baterías de 2 celdas disponibles para cámaras. Estos son generalmente más caros por capacidad a menos que compre baterías de recambio. Una ventaja de la batería de la cámara es que generalmente hay cargadores de posventa disponibles a bajo costo que se enfocan en un tipo particular de batería de la cámara y que hacen un buen trabajo [tm] de carga de la batería. El precio de tales cargadores es a menudo lo suficientemente bajo como para que la inclusión de un cargador comercial en un producto sea atractiva.

Si desea un mínimo de 12V, necesitará 4 celdas de ión de litio: aproximadamente 12V (usted elige) y un poco menos de 17V con carga completa.

Una posible alternativa son las células de ácido de plomo selladas. Más barato por capacidad pero menor densidad de energía de masa y volumen y menor vida útil en el uso en descargas profundas.

LiFePO4 (ferro fosfato de litio) tiene menor voltaje por celda que LiIon y menor densidad de energía, pero potencialmente una vida útil mucho mayor. LiFePO4 a largo plazo ofrece el mejor ciclo de vida, pero el precio inicial es alto.

NiMH - no recomendado.

Agregado :

Florin comentó:

  

Ya que en esta etapa no necesito mucha energía almacenada en la batería, la idea del circuito de refuerzo de la célula de litio solo suena realmente atractiva, especialmente porque puedo encontrar fácilmente un módulo de mantenimiento que realiza la carga al mismo tiempo que alimenta DC a mi dispositivo Por supuesto, ahora tengo que encontrar un refuerzo adecuado; idealmente algo basado en un IC con pocos componentes a su alrededor. Los requisitos de amperaje son bastante escasos. Necesito construir dos, uno para 5V y otro para 12V.

Este IC proporcionará hasta 80 mA AT 18V (100 mA + AT 12v) o 280 mA a 5V desde una sola celda LiIon o LiFePO4. En stock en Digikey por ~ $ 2/1.

TI / NatSemi LM4510 Convertidor DC / DC sincrónico elevador con aislamiento de cierre verdadero

La eficiencia es "correcta" en un rango de carga razonable.

Yelcircuitoofreceunniveldecomplejidadsoportable.

Hay un kit de evaluación disponible, cuyo PCB proporciona buenos consejos para el diseño adecuado:

Una sola celda de Li-ion o LiFePO4 alimentará este pozo. Este último tiene menor densidad de energía, pero tiene la ventaja de un ciclo más largo y mejores modales en la mesa en general. Una celda Li-ion 18650 (como se usa en la mayoría de los paquetes de baterías de computadoras portátiles) proporcionará aproximadamente de 7 a 9 Wh cuando sea nuevo o diga 6 Wh después de la conversión de refuerzo. Una célula LiFePO4 18650 proporcionará aproximadamente el 50% del contenido de energía de una célula estándar de ion-litio. Di 3,5 a 4 vatios por hora.

    
respondido por el Russell McMahon

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