Carga de batería de ión de litio de baja potencia

0

Estoy buscando la forma más barata y más pequeña de cargar una batería de ión de litio de 3.7 V a 50-100 mAh a través de un micro USB. La carga rápida no es necesaria, especialmente si causaría un aumento en el precio o el tamaño.

Para brindarle más información sobre mi educación de ECE. Se ha centrado principalmente en los circuitos eléctricos y sus aplicaciones biológicas. Una brecha realmente enorme en mi educación es que casi no tengo conocimiento sobre las baterías de Li-Ion, y mucho menos cómo cargarlas de forma segura. De hecho, estúpidamente he estado soldando este tipo de baterías a mi tablero para un proyecto de bricolaje sin pasarlas por ningún tipo de regulador. Por lo tanto, realmente estoy reconociendo mi ignorancia ahora que empiezo a investigar cómo cargar este tipo de baterías, y me gustaría plantear esta pregunta a aquellos con un fondo de ECE más tradicional para asegurarme de que no me convierto en un estúpido, peligroso y error inútil de nuevo.

He encontrado varios circuitos de ejemplo interesantes, pero la mayoría incluye reguladores diseñados para usos actuales mucho más altos. Mi circuito requiere alrededor de 1-5mA. El diseño definitivo es un monitor de frecuencia cardíaca, por lo que la seguridad también es una preocupación. El tiempo de carga no es una preocupación.

¿Cómo puedo encontrar un diseño efectivo de batería y cargador para este caso de uso en particular? ¿Es el MCP73831 el IC más apropiado para este diseño? ¿Qué tipo de parámetros y términos de búsqueda debo usar para encontrar el producto más barato posible en un sitio como DigiKey?

Idealmente, preferiría algo que pudiera describirse fácilmente a un fabricante extranjero de circuitos en caso de que decidiera seguir esa ruta. Es decir, no solo quiero un cargador simple y caro de Sparkfun. La respuesta ideal sería una serie de componentes individuales (conector USB, circuito de carga, batería) o un cargador prefabricado que sea extremadamente económico y que solo necesite una batería para conectarse. Quiero construirlo yo mismo, de una manera que pueda fabricarse en masa más adelante, si tuviera la suerte de seguir esa ruta.

    
pregunta nick carraway

2 respuestas

2

Hay muchos circuitos integrados de cargador por ahí. MCP73831 es uno de los más baratos.

He aprendido mucho del sitio que se muestra a continuación a lo largo de los años (y estoy involucrado en la realización de la carga, la descarga, los circuitos de emulación de baterías de polímero de litio).

enlace

Los parámetros típicos para muchas células de iones de litio y de polímero de litio se encuentran a continuación. Esto es sólo las especificaciones típicas . Debes leer la hoja de datos de tu celular.

  1. Use una fuente de voltaje constante a la tensión especificada (por ejemplo, 4.2V o 4.35V) con un límite de corriente incorporado establecido no más alto que la corriente de carga máxima especificada por el fabricante
  2. El voltaje de salida debe tener una precisión absoluta del 1%
  3. Cargue a una velocidad máxima de 1C (C = Ah capacidad de la batería). Ejemplo: una batería de 100 mAh se puede cargar a 100 mA.
  4. Detener la carga (se alcanza la carga completa) cuando la corriente de carga cae por debajo de 1 / 10C. Ejemplo: una batería de 100 mAh 4.2V está completamente cargada cuando le aplica 4.2V y la corriente es inferior a 10 mA.

Nuevamente, estos son solo números típicos.

Hay problemas críticos de seguridad que también debe abordar:

  1. No permita que la batería esté por debajo de un voltaje mínimo, a menudo de 2.5V. Si alguna vez la batería cae por debajo del voltaje mínimo, deséchela porque está dañada. No lo cargue después, ya que puede sobrecalentarse, hincharse debido a la alta presión interna, y existe un alto riesgo de ruptura e incendio. (Experiencia personal.)

  2. No exceda la corriente de descarga o la corriente de carga especificada por el fabricante. La batería puede sobrecalentarse e ir fuera de control térmico.

  3. No lo cargue por encima del voltaje especificado + 1%. Puede colocar placas de metal de litio en los electrodos y provocar una condición peligrosa.

Las baterías comerciales tienen un IC de seguridad que controla los interruptores MOSFET que desconectan la celda para tratar de evitar las condiciones 5, 6, 7. Las baterías para pasatiempos no tienen tales circuitos de seguridad.

También, el diseño del compartimiento de la batería es importante. Necesitas:

A. Deje suficiente espacio para que la batería se hinche ligeramente. Sobre su vida se "inflará" ligeramente. Una hoja de datos adecuada le dirá cuánto esperar. Las células más baratas a menudo se hinchan más con el tiempo.

B. Es posible que necesite un poco de enfriamiento si está ejecutando a la descarga máxima o la tasa de carga (¡o lo está superando!).

DEBE LEER LA HOJA DE DATOS PARA ASEGURARSE DE CUMPLIR CON LOS REQUISITOS DEL FABRICANTE

Lea ese enlace y otras referencias y lea absolutamente la hoja de datos del fabricante y obtendrá un gran conocimiento. Espero que ayude, -Vince

    
respondido por el Vince Patron
3

TP4056 es una de las soluciones más baratas. Disponible en línea de la siguiente manera, $ 2cd ~ $ 1usd en venta con this ficha de datos . Utiliza el método estándar de carga de 3 etapas 1A-CC, CV, apagado a 100mA (10% A-max)

  

A diferencia de muchos otros circuitos integrados diseñados para 500 mA máx con controladores externos, este regula el modo CC a 1000 mA con un controlador interno.

enlace

Otrasoluciónesestasimilarperonocompatible  enlace

El LTC®4056 es un controlador de cargador de batería Li-Ion de bajo costo, de celda única, de corriente constante / voltaje constante con un temporizador de terminación programable. Cuando se combina con unos pocos componentes externos, el LTC4056 forma un cargador autónomo muy pequeño para baterías de iones de litio de una celda.

La corriente de carga y el tiempo de carga se configuran externamente con un Resistencia única y condensador, respectivamente. El LTC4056 carga hasta un voltaje de flotación final con una precisión de ± 0.6%. El apagado manual se realiza conectando a tierra el pin TIMER / SHDN, mientras que al desconectar la alimentación de entrada, el LTC4056 se pone automáticamente en modo de suspensión. Tanto el modo de apagado como el de suspensión agotan la corriente cerca de cero de la batería; el modo de apagado reduce la corriente de suministro a 40 μA.

El controlador de salida tiene una corriente limitada y está protegido térmicamente para evitar el funcionamiento fuera de los límites de seguridad. No se requiere ningún diodo de bloqueo externo o resistencia de detección.

El LTC4056 también incluye acondicionamiento de carga baja de la batería (carga por goteo), limitación de la corriente de carga de baja tensión, recarga automática y salida de estado de carga

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

Lea otras preguntas en las etiquetas