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(shí)通常經(jīng)歷兩個(gè)階段:恒定電流(CC)和恒定電壓(CV)。當(dāng)大部分能量從充電器傳輸?shù)诫姵貢r(shí),CC大致用于充電的前67%時(shí)間。在剩余充電時(shí)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(shí)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(gè)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(shí)內(nèi)為電池充電所需的電流,這是電池制造商建議延長(zhǎng)電池壽命的默認(rèn)電量),電池需要兩到三個(gè)小時(shí)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(shì))。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(shí)將電壓提高到15V。該方法的問(wèn)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(shí)現(xiàn)更高的充電率,因?yàn)槠骷?cè)無(wú)電壓轉(zhuǎn)換。然而,閃充需要特殊的充電線來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的電流流動(dòng)。這個(gè)想法是嘗試以盡可能接近最大允許速率的速率對(duì)電池充電,以最小化充電時(shí)間。
精確的電流控制回路是必要的,用以實(shí)現(xiàn)更快的充電時(shí)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(hù)層。雖然您可以集成電流檢測(cè)功能,但是很難匹配達(dá)到專用電流檢測(cè)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(dá)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(dòng)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(jià)格方面提供最佳價(jià)值。