(Eu costumava projetar e construir eletrônicos - HiFi, automação, sistemas digitais, incluindo controladores baseados em CPU - para que eu tenha um bom entendimento do básico. Acabei de deixar de me envolver no campo há cerca de 15 anos, então meu conhecimento do que está disponível atualmente em termos de componentes é bastante nebuloso.)
O dispositivo é um controlador para um instrumento científico. Remover as baterias para carregar de vez em quando será complicado. Além disso, eu quero uma transição perfeita entre as baterias e a CA (bem, não a CA propriamente dita, mas a CC externa em uma voltagem mais alta).
A bateria precisa ser de 12 V ou um pouco maior. Em termos de quanta energia ele precisa armazenar, algo como uma pequena bateria de laptop deve ser suficiente.
Então, basicamente, eu preciso integrar o circuito de carregamento da bateria ao dispositivo. A bateria não será (facilmente) removível. O dispositivo fornecerá uma porta para uma fonte DC externa para carregamento. A alternância entre a bateria interna e a CC externa deve ser contínua. Ele deve lidar automaticamente com todos os afazeres relacionados ao carregamento da bateria (regular a corrente, parar de carregar quando estiver totalmente carregado, parar o dispositivo quando estiver totalmente descarregado e não houver CC externo, etc.). Indicando o nível atual de cobrança seria bom.
Alguma sugestão?
Tenho certeza de que poderia usar uma bateria de laptop real para esse fim, apenas não sei como conectá-la.
Posso usar 4 x LiPo ou 4 x 18650 elementos em série? Eu precisaria usar algum tipo de carregador / controlador de bateria, tenho certeza de que isso já existe, mas não sei por onde começar a procurá-lo. Eu sei que esses elementos são exigentes.
Qualquer ajuda seria apreciada, obrigado.
Respostas:
Uma bateria de laptop pode ser uma boa escolha se as características do íon de lítio forem adequadas para você. Estes podem ter 2 ou 3 ou 4 células em série. Alguns fornecem acesso a todos os pontos de conexão da célula, outros não. Aqueles que não possuem um controlador interno para manter o equilíbrio celular.
Se esse for um aplicativo único ou de baixo volume, você pode querer usar o que quer que o laptop relacionado use. Se for para uso em grande volume, o Digikey e outros vendem uma variedade de CIs adequados. Uma alternativa é usar menos células e um conversor de impulso. Existem muitas baterias de célula única LiPo disponíveis para tablets / telefones / pdas / .... Existem inúmeras baterias de 2 células disponíveis para câmeras. Geralmente, eles são mais caros por capacidade, a menos que você compre baterias de reposição. Uma vantagem de uma bateria de câmera é que geralmente existem carregadores de pós-venda de baixo custo, direcionados a um tipo de bateria de câmera específico e que fazem um trabalho suficientemente bom [tm] de carregamento de bateria. O preço desses carregadores costuma ser baixo o suficiente para que a construção de um carregador comercial em um produto seja atraente.
Se você quer um mínimo de 12V, precisará de 4 células de íons de lítio - cerca de 12V no mínimo (você escolhe) e pouco menos de 17V totalmente carregadas.
Uma alternativa possível são as células de chumbo-ácido seladas. Mais barato por capacidade, mas menor densidade de energia em massa e volume e menor ciclo de vida no uso de descargas profundas.
O LiFePO4 (Ferro fosfato de lítio) possui menor voltagem por célula que o LiIon e menor densidade de energia, mas potencialmente uma vida útil muito maior. O LiFePO4 de longo prazo oferece o melhor custo por ciclo, mas o preço inicial é alto.
NiMH - não recomendado.
Adicionado:
Florin comentou:
Este IC fornecerá até 80 mA AT 18V (100 mA + AT 12v) ou 280 mA a 5V de uma única célula LiIon ou LiFePO4. Disponível no Digikey por ~ $ 2/1.
Conversor DC / DC intensivo síncrono TI / NatSemi LM4510 com isolamento de desligamento verdadeiro
A eficiência é "OK" em uma faixa de carga razoável.
E o circuito oferece um nível suportável de complexidade.
Um kit de avaliação está disponível - cujo PCB fornece bons indicadores para o layout adequado:
Uma única célula de íon de lítio ou LiFePO4 fornecerá energia para isso. Este último possui menor densidade de energia, mas tem a vantagem de um ciclo mais longo e melhores maneiras de usar a mesa em geral. Uma célula 18650 de íon de lítio (usada na maioria das baterias de laptops) fornecerá cerca de 7 a 9 Wh quando nova, ou 6 Wh após conversão de impulso. Uma célula LiFePO4 18650 fornecerá cerca de 50% do conteúdo energético de uma célula padrão de íons de lítio. Diga 3,5 a 4 Watt horas.
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