精確的恒流調(diào)節(jié)有助于提升快速充電
模塊電源電池在充電時通常經(jīng)歷兩個階段:恒定電流(CC)和恒定電壓(CV)。當大部分能量從充電器傳輸?shù)诫姵貢r,CC大致用于充電的前67%時間。在剩余充電時間的最后33%內(nèi),則是恒定電壓,以充分充電并保持電充滿。考慮到放電電流,并保持電池電壓完全充電,一些充電器在CV期間泵送小電流(也稱為涓流充電)。電池完全充電所需的時間取決于其容量和最大允許充電電流,是電池化學(xué)和環(huán)境溫度的函數(shù)。例如,如果您有一個容量為3000mAh,充電率為0.8C的鋰離子電池(其中C表示在一小時內(nèi)為電池充電所需的電流,這是電池制造商建議延長電池壽命的默認電量),電池需要兩到三個小時才能完全充滿電。
兩種主要的快速充電方式分別是高電壓和低電流(傳統(tǒng)方法)、高電流和低電壓(新主流趨勢)。第一種方法使用現(xiàn)有的充電線,并將電流限制在約2A,同時將電壓提高到15V。該方法的問題是設(shè)備側(cè)電壓轉(zhuǎn)換階段的散熱高,從而導(dǎo)致電池壽命縮短,可轉(zhuǎn)移到電池的最大允許能量減小。
第二種方法使用接近電源模塊電池電壓的電壓,以及可以直接流向電池的較高電流。這種方法通常被稱為直充或閃充。該方法允許在較低溫度下實現(xiàn)更高的充電率,因為器件側(cè)無電壓轉(zhuǎn)換。然而,閃充需要特殊的充電線來實現(xiàn)更高的電流流動。這個想法是嘗試以盡可能接近最大允許速率的速率對電池充電,以最小化充電時間。
精確的電流控制回路是必要的,用以實現(xiàn)更快的充電時間,并可在其它模塊(電池充電器和燃油表已使用類似模塊)之上添加額外保護層。雖然您可以集成電流檢測功能,但是很難匹配達到專用電流檢測解決方案使用小分流電阻最大限度減少了散熱而提供的精度水平,也很難匹配達到監(jiān)控高邊電流的能力。
TI提供各種適用于閃充的專用電流傳感器。這些解決方案包括INA210系列,其可在較寬的動態(tài)范圍內(nèi)提供極好的精度;INA199具有精度和成本的絕佳組合;和新型INA181系列,它在帶寬、精度和價格方面提供最佳價值。