¿Cómo diseño un dispositivo para que cambie automáticamente a la batería de respaldo?

¿Por qué no todos los dispositivos usan esto? Añade costo y complejidad. ¿Hay alguna otra razón para no hacer algo?

En serio, diría que hay muchas opciones e implementaciones para esto. Tener dos baterías iguales no tiene mucho sentido, por lo que a menudo la segunda se usa para energía de emergencia o de emergencia. Por ejemplo, su PC tiene una batería de retención de RAM en la placa base para cuando pierde energía. Una computadora portátil a menudo emite una advertencia de "batería baja", momento en el que puede reducir la potencia como pueda.

Creo que su declaración de que 'las baterías funcionan mejor si se usan hasta que se agotan por completo y luego se recargan'. Es un poco amplio. Este es más el caso de los productos químicos a base de níquel (NiCd y, en menor medida, NiMH). Las células de ion litio no sufren este problema de memoria. De hecho, su vida útil mejora si evita las descargas profundas. Consulte esta página de BatteryUniversity.com para referencia.

Hay un par de opciones para realizar una administración de energía más inteligente en sus propios dispositivos.

El más simple es un diodo de ORing en la fuente de alimentación. Si todo lo que desea es una fuente de alimentación de intercambio en caliente y tiene un poco de margen de maniobra para sus entradas, puede conectar la batería de respaldo al ánodo de un diodo y conectar el cátodo a la batería principal. Cuando el voltaje de la batería principal desciende a 0,7 V menos que su respaldo (O se elimina), la otra batería entra en acción. Tenga cuidado de que no haya corriente en la batería de respaldo, podría sobrecargarla.

Alternativamente, puede usar un IC mux de energía como TPS110 . Esto le permite seleccionar su entrada de forma independiente (o dependiente, si lo prefiere) de los voltajes de entrada, en lugar de utilizar siempre la fuente más alta.

Finalmente, Linear Technology incorpora lo que ellos llaman controladores "PowerPath" en sus circuitos integrados de carga de batería. He usado su LTC4011 que realiza una transición perfecta entre la batería y la alimentación externa, y carga la batería mientras funciona con la alimentación externa.

Las celdas de níquel-cadmio fueron las pilas infames que podrían acumular un efecto de "memoria" si no se cicla periódicamente.

Las nuevas células recargables de iones de litio se consideran inmunes al efecto memoria. De hecho, su mejor no para descargarlos completamente (almacenados en un estado completamente descargado puede reducir la vida útil), por lo que la mayoría de los dispositivos electrónicos entran en un estado de "muerte" mientras que aún pueden monitorear la energía pero se niegan a entrar en un nivel alto. estado de poder.

Muchos dispositivos, incluidas las computadoras portátiles, pueden monitorear con gran precisión el estado de la batería a través del contador de energía y el voltaje de las celdas de su cargador. Esto permite todo el comportamiento anterior sin la necesidad y el costo de duplicar los circuitos de carga y las baterías.

La descarga completa de la batería es mala para todas las baterías (bueno, tal vez no las baterías de litio-hidrógeno, pero si tiene esas en su computadora portátil, ya sabe lo que está haciendo).

La práctica se origina con baterías de NiCad, debido a una confluencia de decisiones de diseño desafortunadas. La creencia común de que las NiCads pierden capacidad si no se completan los ciclos es falsa .
Básicamente, los ciclos de poca profundidad de las baterías de NiCad provocan una depresión de la curva de descarga, lo que hace que muchos dispositivos electrónicos que usan NiCad incorrectamente informen que la batería está vacía. Tenga en cuenta que la capacidad de la celda no se reduce significativamente, el voltaje de la celda simplemente se reduce en una pequeña cantidad. El hecho de que la mayor parte de la curva de descarga de NiCad sea muy plana conduce a un pequeño cambio en el voltaje general de la celda que causa un gran cambio en la lectura del "Estado de carga" de la batería.

Tenga en cuenta que el efecto de la memoria solo se produce con NiCads, y en realidad nunca estuvo presente en ningún otro tipo de química celular. La combinación de tipos de baterías y la ingenua suposición de que todas las baterías son iguales es lo que ha llevado a la creencia de que todas las baterías necesitan ciclos periódicos.

Probablemente sea más preciso pensar que las baterías son capaces de almacenar y liberar una cierta cantidad de energía, en lugar de poder soportar una cierta cantidad de ciclos. Si esta energía se libera en 500 semiciclos o 1000 ciclos trimestrales no es relevante en gran medida (una mayor profundidad de descarga en realidad reducirá la capacidad total de energía total de las baterías, aunque no de manera significativa a menos que las baterías estén descargado completamente ).

El estado del fabricante que debe descargar y recargar por completo la batería de su dispositivo lo indica únicamente para que la electrónica de carga de la batería interna de medición pueda calibrarse correctamente. Básicamente, con el tiempo, la medición del estado de carga se desviará debido a una ligera variación en la eficiencia de carga y descarga de la batería (básicamente, es un integrador). Un solo ciclo completo permite que los componentes electrónicos midan con precisión la capacidad de la batería sin tener que adivinar el estado de la batería. El hecho de que, si no se realiza un ciclo completo, la electrónica de medición de la batería informará de forma incorrecta el estado de la batería ha llevado a la perseverancia del mito del efecto memoria. La batería no ha cambiado realmente, la electrónica simplemente informa un estado de carga incorrecto.

Por lo que sé, la principal causa de la reducción gradual de la vida útil de la batería en la electrónica es el tiempo. Las baterías de litio en realidad tienen una vida útil nominal en unos pocos años, si se usan o no . Las prácticas de almacenamiento adecuadas pueden extender esta vida útil, pero se decaerán con el tiempo, independientemente del uso que se les haga.

Los litios de ciclo profundo son bastante malos para ellos, en realidad. No lo hagas a menos que tengas que hacerlo (intenta mantenerte por encima del 20% de SOC).

Nota: me estoy saltando algunas cosas, como los problemas con el crecimiento de bigotes en nicads. Consulte el siguiente enlace en NiCad para obtener más información.

Ver:
enlace
enlace