将电池和电池充电器与我的项目集成在一起-我从不想从此设备中取出电池进行充电,我该怎么做?


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(我曾经设计和制造电子产品-HiFi,自动化,数字系统,甚至包括基于CPU的控制器-因此我对基础知识都有很好的了解。大约15年前我才停止涉足该领域,所以我的知识就组件而言,目前可用的功能相当模糊。)

该设备是科学仪器的控制器。偶尔取出电池充电很麻烦。另外,我想在电池和交流电之间进行无缝过渡(嗯,本身不是交流电,而是更高电压的外部直流电)。

电池需要为12 V或更高。就需要存储多少能量而言,像一块小的笔记本电脑电池就足够了。

因此,基本上,我需要将电池充电电路与设备集成在一起。电池无法(轻松)取出。该设备将提供用于外部直流电源充电的端口。内部电池和外部DC之间的切换必须无缝。它必须自动处理与电池充电有关的所有杂事(调节电流,在充满电时停止充电,在完全放电且没有外部直流电时停止设备等)。指示当前的充电水平会很好。

有什么建议?

我非常确定我可以为此目的使用实际的笔记本电脑电池,但我不知道如何连接。

我可以串联使用4 x LiPo或4 x 18650元件吗?我必须使用某种电池充电器/控制器,我很确定这样的事情已经存在,我只是不知道从哪里开始寻找它。我知道这些元素很挑剔。

任何帮助,将不胜感激,谢谢。


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开始寻找电源管理IC(缩写为PMIC):在Digikey上。在推荐解决方案之前,我们需要了解很多问题,例如充电时间,最大电流,效率和尺寸。大多数控制器可确保在充电和电池电源之间实现无缝过渡。
凯文·维米尔

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对于4个单元,您还必须考虑单元平衡。它可能变得复杂。
奥林·拉斯洛普

哇,那个Digikey链接很棒。我将开始研究它。最大电流:1 A应该给系统带来很多开销(Arduino + SD卡屏蔽层,20x4 LCD,一些温度传感器,120mm PC风扇,速度由Arduino控制)。充电时间:12小时还可以。大小:较小为佳,但并不重要。效率:只要不浪费太多电池,我不在乎。
Florin Andrei'3

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eevblog.com/projects/usupply是一个示例。他使用两个电池和一个升压转换器。
joeforker 2012年

Answers:


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如果锂离子电池特性适合您,笔记本电池很可能是一个不错的选择。这些可能有2个或3个或4个串联的电池。有些提供对所有单元连接点的访问,有些则不提供。那些没有内部控制器的人可能会保持电池平衡。

如果这是一个一次性或小批量的应用程序,则您可能希望使用相关的笔记本电脑来使用它。如果是大批量使用,则Digikey和其他公司将出售一系列合适的IC。另一种选择是使用更少的单元和一个升压转换器。平板电脑/电话/ pdas / ...有许多锂电池可用。有大量2节电池可用于相机。除非您购买售后电池,否则这些通常比容量贵。相机电池的一个优点是通常有低成本的售后充电器,这些充电器针对特定的相机电池类型,并且可以很好地完成电池的充电工作。这样的充电器的价格通常足够低,以至于将商业充电器内置到产品中可能具有吸引力。

如果您希望最低电压为12V,那么您将需要4个锂离子电池-最低电压约为12V(您选择),并且充满电时电压低于17V。

密封铅酸电池是一种可能的选择。在深放电中单位容量的价格便宜,但质量和体积的能量密度较低,循环寿命较低。

LiFePO4(磷酸铁锂)的每个电池的电压均低于锂离子电池,并且能量密度较低,但循环寿命可能更长。长期使用LiFePO4可以提供最佳的成本周期,但初始价格较高。

NiMH-不推荐。


添加:

弗洛林评论:

由于在此阶段我不需要在电池中存储大量能量,因此单个锂电池+升压电路的想法听起来确实很吸引人,尤其是因为我可以轻松找到一个既可以充电又可以将DC馈入我的设备的看家模块。 。当然,现在我必须找到合适的助推器。理想的情况是基于IC且周围几乎没有元件。安培要求非常微薄。我需要构建两个,一个用于5V,另一个用于12V。

该IC可从单个LiIon或LiFePO4电池提供高达80 mA的AT 18V(100 mA + AT 12v)或280 mA的5V电压。Digikey有现货,价格约为$ 2/1。

TI / NatSemi LM4510同步升压型DC / DC转换器,具有真正的关断隔离

在合理的负载范围内,效率是“ OK”。

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并且电路提供了可承受的复杂性。

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提供评估套件-其PCB可为正确布局提供很好的指示:

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单个锂离子或LiFePO4电池将为该电池供电。后者具有较低的能量密度,但是通常具有更长的周期和更好的餐桌方式的优点。一个锂离子18650电池(用于大多数笔记本电脑电池组)在新电池时将产生约7-9 Wh的功率,或者在升压转换后将产生6 Wh的功率。LiFePO4 18650电池将提供标准锂离子电池约50%的能量。说3.5到4瓦时。


由于在此阶段我不需要在电池中存储大量能量,因此单个锂电池+升压电路的想法听起来确实很吸引人,尤其是因为我可以轻松找到一个既可以充电又可以将DC馈入我的设备的看家模块。 。当然,现在我必须找到合适的助推器。理想的情况是基于IC且周围几乎没有元件。安培要求非常微薄。我需要构建两个,一个用于5V,另一个用于12V。
弗洛林·安德烈

罗素,太好了,谢谢。为了安全起见,我将尝试找到一种在输出安培数方面又要提高的IC。如果支持的输出接近1A,我会感觉好多了-尽管实际上,这永远都不会发生。PC风扇将位于12V分支上,它可能会消耗100 mA以上的电流。
Florin Andrei'3

我已经在那些评估板上学到了教训。您将永远不会有这样的布局。就像俗话说的那样,您只会在电影中看到它。是的,您只会在评估板上看到类似这样的精美布局。某种程度上会阻止您,至少对我来说是这样:)
Abdullah kahraman 2012年
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