লিথিয়াম আয়ন (বা LiPo) ব্যাটারি থেকে 3.3V নিয়ন্ত্রিত


35

পটভূমি

আমি আমার সার্কিটকে লিথিয়াম-আয়ন বা লিপো ব্যাটারি (প্রায় 1000 এমএএইচ ক্ষমতা সহ একটি ব্যাটারি) দিয়ে পাওয়ার করতে চাই। এই ব্যাটারির একটি ভোল্টেজ থাকে যা তাদের স্রাব চক্রের সময় সাধারণত 4.2V থেকে 2.7V তে যায় to

আমার সার্কিটের (3.3V এ চলমান) সর্বাধিক বর্তমান 400mA প্রয়োজনীয়তা রয়েছে - যদিও আমার উল্লেখ করা উচিত যে এটি কেবলমাত্র প্রায় 5% সময়কালীন শিখর ড্র; সার্কিটটি প্রায় 95 মিলিয়ন টানা বাকি 95% সময় নিয়ে থাকে)।

প্রশ্ন

৪০০ এমএ এর পিক কারেন্ট ড্রয়ের সাথে আমার সার্কিটকে পাওয়ারের জন্য কোনও লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির আউটপুট ভোল্টেজকে প্রয়োজনীয় 3.3V তে রূপান্তর করার সর্বোত্তম উপায় কী হবে? "সেরা উপায়" দ্বারা, আমি সর্বাধিক দক্ষ ভোল্টেজ রূপান্তরকে বোঝাতে চাই যাতে ব্যাটারির ক্ষমতার সর্বোত্তম ব্যবহার করা যায়।

আমার জন্য জটিল অংশটি সত্যটি ছিল যে লি-আয়ন ব্যাটারি ভোল্টেজ উভয়ই কখনও উপরের দিকে এবং কখনও কখনও আমার প্রয়োজনীয় চূড়ান্ত ভোল্টেজের নীচে থাকে! যদি এই দু'জনের মধ্যে কেবল একটিই হয়ে থাকত তবে আমি সম্ভবত যথাক্রমে একটি এলডিও নিয়ন্ত্রক বা টিপিএস 61200 এর মতো একটি বুস্ট আইসি ব্যবহার করতাম।


1
আপনি যদি আবার চার্জ নেওয়ার পরিকল্পনা করেন তবে আপনি কমপক্ষে 3.7v এর নীচে একটি লিপো ফেলে দিতে চান না।
ক্রিস স্ট্রাটন

6
@ ক্রিসট্রেটটন: ৩.7 ভোল্ট ?? আমি নিশ্চিত যে লিপো এবং লি-আয়নগুলিতে আন্ডারভোল্টেজ সুরক্ষাটি 2.7V এর আশেপাশে সেট করা আছে, যদি এটি আপনি উল্লেখ করছেন।
বোর্ডবাইট

আপনি যদি লিথিয়াম পলিমার সেলগুলি ভবিষ্যতের চার্জের জন্য তাদের ক্ষমতা ধরে রাখতে চান তবে তা নয়। আপনি যদি সেগুলির থেকে সর্বোত্তম পরিষেবা জীবন পেতে চান তবে তাদেরকে 3.7v-এর নীচে নামতে দেবেন না (সম্ভবত বাইরের দিকে 3.6v)
ক্রিস

এটি সম্পর্কে কৌতূহল - আপনি কোনও উত্স সরবরাহ করতে পারেন? আমি জিজ্ঞাসা করি কারণ কোনও লিপলি (এবং লি-আয়ন) এর স্রাব বক্ররেখার দিকে তাকালে দেখা যায় যে ভোল্টেজ পয়েন্টটি প্রায় অর্ধেক ক্ষমতা ছাড়ার সাথে মিলে যায়।
বোর্ডবাইট

12
@ ক্রিসট্রেটটন: সানিয়ো থেকে রুম-টেম্পারেচারের স্রাব বক্ররেখা অনুসারে ৩.7 ভোল্টের মধ্যে প্রায় ৫০% সক্ষমতা 1.0c স্রাব হারে ব্যবহার করা হয়েছে। এবং আমি এমন কোনও সাহিত্যের সম্পর্কে অবগত নই যে লিপোর ব্যাটারির আয়ু বা ক্ষমতা ধরে রাখার উন্নতি 3.7V এর নিচে স্রাব এড়াতে হবে। আপনি যা বলছেন তার জন্য দয়া করে একটি উত্স সরবরাহ করুন; আপনি যা বলছেন তা সত্যই যদি বৈধ হয় তবে তা অবশ্যই আমার জন্য মূল্যবান তথ্য হবে।
বোর্ডবাইট

উত্তর:


20

আপনার BUCK-BOOST DC / DC রূপান্তরকারী দিয়ে চেষ্টা করা উচিত। 90% এর উপরে দক্ষতার সাথে উপলব্ধ রয়েছে টিআই এবং লিনিয়ার ওয়েবসাইটগুলি দেখুন; এমন "ক্যালকুলেটর" রয়েছে যা আপনাকে সহায়তা করবে:

বিকল্প:


তাদের চার্টটি ব্যবহার করেছেন এবং বর্তমানে টিপিএস 63031 নিয়ে গবেষণা করছেন বা অন্যথায় টিপিএস 63001 সম্ভাব্য বিকল্প হিসাবে ব্যবহার করছেন
বোর্ডবাইট

3
লিনিয়ার টেকনোলজিতে কিছু সম্পূর্ণ সিঙ্ক্রোনাস বাক-বুস্ট কন্ট্রোলারও রয়েছে। আপনি একটি সিঙ্ক্রোনাস বাক-বুস্টের চেয়ে বেশি দক্ষ পদ্ধতির সন্ধান পাবেন না। SEPIC এর মতো অন্যান্য টোপোলজগুলি তেমন দক্ষ নয়।
অ্যাডাম লরেন্স

@ ম্যাডমঙ্গুরুমান: সত্যই! এবং এর মধ্যে কিছুগুলি "বৃহত্তর" এমএসওপি প্যাকেজগুলিতে পাওয়া যায়: প্যারামেট্রিক.লাইনার.
com

TPS63031 এবং TPS63001 বিলটি ফিট করে এবং তাই আমি তাদের এই উত্তরে যুক্ত করেছি তবে উত্তরসূরির জন্য উত্তরটি আরও আপডেট করা হবে যখন আমি আরও বিস্তারিতভাবে লিনিয়ার বিকল্পগুলি পরীক্ষা করে দেখি।
বোর্ডবাইট

16
  • একটি লিনিয়ার নিয়ন্ত্রক যেকোন বিকল্পের পাশাপাশি কাজ করবে।

  • নিয়ামক যন্ত্রাংশের বিকল্পগুলি উপযুক্ত যেগুলি (400-500 এমএ বর্তমানের তুলনায় সস্তা এবং কম 200mV এর নিম্ন ড্রপআউট ভোল্টেজ সহ) এর মধ্যে রয়েছে: TPS73633, TPS73733, TPS79533, TPS79633, LD39080DT33, LD39150PT33, MIC5353-3.3, ADP124ARHZ-3.3

  • বেশিরভাগ ব্যাটারি ভোল্টেজের জন্য দক্ষতা 90% এর কাছাকাছি বা তার বেশি হবে।

  • সম্ভবত ৮০% + ব্যাটারি ক্ষমতা পাওয়া যাবে এবং ব্যাটারির কিছুটা ক্ষমতা রেখে দেওয়া ব্যাটারি চক্রের জীবনে কার্যকরভাবে যুক্ত হবে কারণ লিপো এবং লিওনের ব্যাটারি "কম পরিধান করবে" যদি ভ্যাবটারি খুব কম না নামায়।

  • একটি বাকী নিয়ন্ত্রক যদি খুব সাবধানে ডিজাইন করা থাকে তবে বেশিরভাগ ক্ষেত্রে তা না করে আরও ভাল দক্ষতা পেতে পারে।

TPS72633 ডাটাশিট - স্থির 3.3V আউট, <= 5.5V ইন Well ডিজিগিতে প্রায় $ US2.55 / 1, আয়তনের সাথে পড়ে।

টিপিএস 737xx ডাটাশিটটি 1 এ পর্যন্ত 130 এমভি ড্রপআউট টিপিক্যাল সহ 1 এ।

LD39080 ... ডেটাশিট 800 এমএ, ড্রপআউট ঠিক আছে।


আপনি বলছেন লোডটি অল্প সময়ের মধ্যে 400 এমএ শিখর তবে <= 5 এমএ সময়ের 95% সময়ের জন্য। আপনি কোন ব্যাটারি ক্ষমতা ব্যবহার করতে চান তা আপনি বলবেন না, তবে আসুন 1000 এমএএইচ ক্ষমতা গ্রহণ করুন - শারীরিকভাবে এবং সেলফোনে খুব সাধারণ ব্যাটারি নয় battery

যদি ৩.৩ ভিটি চাওয়া হয় তবে Vin> = 3.4V সহ একটি নিয়ামক সহজেই অর্জন করা যায় এবং আরও অনেকগুলি মধ্যে 3.5V।

তাহলে ঘরের তাপমাত্রায় 0.4 সেন্টিগ্রেড তাপমাত্রায় আমরা কত ব্যাটারি ক্ষমতা পাই? নীচের গ্রাফগুলির উপর ভিত্তি করে - সম্ভবত 1000 এমএএইচ ব্যাটারির জন্য 500 এমএতে 75% এর বেশি এবং 100 এমএএডের কাছাকাছি। নিচে দেখ.

ভুট = 3.3V এবং 90% দক্ষতার জন্য, ভিন = 3.3 x 100% / 90% = 3.666 = 3.7V। সুতরাং 3.7V অবধি একটি রৈখিক নিয়ামক> = 90% দেয় - যা বাক রূপান্তরকারীর সাহায্যে অতিক্রম করা সম্ভব তবে কেবলমাত্র খুব যত্ন সহকারে। এমনকি বিন = V.০ ভি তে, দক্ষতা = 3.৩ / ৪ = .5২.৫%, এবং ভিনকে এর নিচে নামতে বেশি সময় লাগে না, সুতরাং বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই লিনিয়ার নিয়ামকের দক্ষতা 90% এর কাছাকাছি বা তার বেশি হবে, ব্যবহার করার সময় ব্যাটারি ক্ষমতা সর্বাধিক।

যদিও আমি অনুভব করছি ডি পলিটের ভ্যাব্যাটারি_মিনের জন্য 3.7V এর চিত্রটি খুব বেশি, 3.5.5 বা 3.4V এর চিত্র ব্যবহার করে ব্যাটারির সক্ষমতা বৃহত পরিমাণে সরবরাহ করবে এবং ব্যাটারি চক্রের জীবনযাত্রাকে দীর্ঘায়িত করবে।


তাপমাত্রা এবং লোডের ফ্যাক্টর হিসাবে ক্ষমতা: 400 এমএ = 0.4 সে।

নীচে একটি স্যানিও লিপো ডেটাশিট থেকে বাম হাতের গ্রাফটি যা মূলত উদ্ধৃত হয়েছিল । 0.5 সি স্রাবের সময় ভোল্টেজ 3.5V এর নীচে প্রায় 2400 এমএএইচ বা 2400/2700 = ২৮০০ আহের নামমাত্র ক্ষমতার ৮৮% এর নিচে নেমে যায়।

ডান হাতের গ্রাফটি বিভিন্ন তাপমাত্রায় C / 1 (~ = 2700 mA) এর কারেন্টে স্রাব দেখায়। 0 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় (0 ডিগ্রি সেলসিয়াস) ভোল্টেজটি প্রায় 3.5 ডিগ্রি কম করে 1400 এমএএচ এর নিচে নেমে যায়, তবে 25 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে এটি প্রায় 2400 এমএএইচ (বাম হাতের গ্রাফ অনুযায়ী) যাতে তাপমাত্রা ড্রপ হয় আমরা আশা করতে পারি যথেষ্ট পরিমাণে ড্রপ, তবে 10 সেন্টিগ্রেড কম বলতে চাইলে আপনি 2000 এমএএইচ বা তারও বেশি আশা করতে পারেন। এটি সি / 1 ডিসচার্জে, এই উদাহরণে 400 এমএ = 0.4 সি এবং 5 এমএর 95% স্রাব হার সম্ভবত সম্পূর্ণ নামমাত্র ক্ষমতার কাছাকাছি দেবে।

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন


এটি বিন্যাসকে সহজতর করবে; উপরের বিশ্লেষণটির প্রশংসা করুন - তবে আমি কখনও এমন অংশ ব্যবহার করি নি যা কম পরিমাণে ড্রপআউট (m০০ এমভি বা তার চেয়ে কম বলুন, আপনি যে পরামর্শ দিয়েছিলেন) এর সাথে ~ 500 এমএ পর্যন্ত সরবরাহ করে; এই জাতীয় অংশ আছে?
বোর্ডবাইট

1
ডিজিকি এবং মাউসার ব্যবহার করে, আমি এখন কয়েকটি উপযুক্ত এবং সস্তা এলডিও নিয়ামক খুঁজে পেয়েছি যার 400-500 এমএ কারেন্টের জন্য কম ড্রপআউট ভোল্টেজ রয়েছে। ভবিষ্যতের পাঠকদের জন্য লি-আয়ন -> 3.3V
বোর্ডবাইটে

2

আমি নিম্নলিখিত পদ্ধতির একটি চেষ্টা করব:

  • ভোল্টেজকে উত্সাহিত করুন যতক্ষণ না এটি 3.3V এর নিচে নেমে যায় এবং তারপরে এই মানটিতে নিয়ন্ত্রিত হয়
  • সিরিজ দুটি ব্যাটারি ব্যবহার করুন
  • সার্কিটটি নতুনভাবে ডিজাইন করার চেষ্টা করুন; 3.3V এর নামমাত্র ভোল্টেজ সহ কিছু আইসি এমনকি 2.5V তেও কাজ করবে

২ য় এবং ৩ য় ধারণাগুলি, যদিও জানা ভাল, আমার ক্ষেত্রে এটি বিকল্প নয়। 1 ম বিকল্প সম্পর্কে, আপনি কি বলবেন না যে আলাদাভাবে প্রথমে এটি বাড়ানো এবং তারপরে এটি নিয়ন্ত্রণ করা মোটামুটি অক্ষম পদ্ধতি?
বোর্ডবাইট

আসলে, তবে কিছুই আমার মনে আসে না।
কামিল ডোমাস্কি

2

একটি এলএফপি (লিথিয়াম ফেরোফোসফেট) ব্যাটারি পান। নামমাত্র ভোল্টেজ প্রায় 3.2V এবং কাজের ভোল্টেজ 3.0 থেকে 3.3V এর মধ্যে রয়েছে। আপনার লিথিয়াম আয়ন ব্যাটারিটি 4.7V থেকে 3.7V এর নীচে ড্রইং করা তার জীবনের পক্ষে কেবল ক্ষতিকারক কারণ এটি স্রাবের গভীরতার সাথে বিপরীতভাবে সমানুপাতিক


2

সত্যি কথা বলতে, একটি এলডিও নিয়ন্ত্রক সম্ভবত যথেষ্ট ভাল। যখন কোনও লি-পো সেলটি ৩.৩ ভি তে নেমে আসে তখন এটি তার বেশিরভাগ শক্তি সরবরাহ করে (লিপো স্রাবের বক্ররেখা দেখুন)। অনেক ডিভাইস (esp8266, nrf24l01, ইত্যাদি) যা নামমাত্র 3.3V সরবরাহ করে তা 3.3V এর নীচে ভালভাবে কাজ করবে।

ব্যবহারিক উদাহরণ হিসাবে, আমি বেতার ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার / ডিসপ্লে মডিউলগুলি বেতার এবং BA33BC0T লিনিয়ার নিয়ামকগুলির জন্য NRF24L01 মডিউলগুলি ব্যবহার করে তৈরি করেছি। উভয় ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার সেল ভোল্টেজ রিসিভারের ডিসপ্লেতে দেখানো হয় এবং বাস্তবে তারা প্রায় 3.1-3.0V কেটে দেয়। আমি 5 থেকে 30 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় চলাচল করি (এই ডিভাইসগুলি চালিত হয়)

এই এলডিও নিয়ন্ত্রকের ডেটাশিট একটি 0.3V-0.5VI / O পার্থক্যের (আমার মনে হয়?) উদ্ধৃত করে এবং এনআরএফ 24 ল01 একটি সরবরাহ পরিসীমা 3.0V-3.6V উদ্ধৃত করে মনে রাখে, লি-পো প্রকল্পের জন্য এটি সত্যিই ভাল।

আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.