您现在的位置是:首页 > 能源动力 > 技术解析

如何在锂离子电池设计中实现运输节电模式

时间:2019-04-29 来源: 关键字:功率   电池   

本文将介绍什么是运输节电模式,以及如何在产品中使用此功能来提供最佳用户体验。虽然本文主要将使用德州仪器电池充电管理集成电路作为示例,但您可将这些概念应用于正在开发的任何低功耗系统。

 

 

图 1:拉动电池供电产品上的拉片

什么是运输节电模式,为何需要它?

运输节电模式是产品消耗最低电池电流的状态。消费者希望在购买电池供电产品后能够立即使用它们。这意味着电池在运输期间和保质期内必须保持一定容量,这可能需要几个月甚至更长时间。

锂离子电池已成为设计师的热门选择,因为它们可充电、支持高功率要求且极其轻便。但是,与非充电电池不同,您不能在使用锂离子电池的产品上放置塑料拉片。因此出于安全考虑,您希望避免使用这些电池。这意味着我们需要找到替代解决方案,以便在处于通断状态的产品中实现运输节电功能。

您可能想知道为何当“运输节电”只发生一次时您就应该关注运输节电模式,但这并不完全正确。运输节电模式是产品消耗最低静态电流的状态,同时等待用户按下按钮导通产品。例如,德州仪器的BQ25120A主动监控待插入的适配器或按钮输入,同时消耗2 nA的典型电流。

我们经常建议设计人员在产品即将出厂装箱、产品正在使用且电池电量不足、以及产品正在使用且用户想关闭产品时实施运输节电模式。

BQ25120A系列产品充电器的运输节电模式使用按钮接口实现,如图2所示。按钮输入(/MR)在内部上拉至VBAT管脚。当器件处于运输节电模式且用户按下/MR按钮时,产品将退出运输节电模式。

您无需在此管脚上使用电容,因为信号在内部已消除故障,但通常其在某些原理图中可见。若开关暴露给用户,您可选择使用瞬态电压抑制二极管进行保护。/MR管脚上的低电压读数转换为“ 按下按钮”动作。连接到微控制器(MCU)以驱动/MR管脚时要小心,因为/MR管脚上的电压被拉至电池电压本身。通常采用N通道金属氧化物半导体来模拟无按钮系统中MCU的“按压”动作。

 

 

图 2:/MR管脚上的内部上拉

当产品即将装箱时,EN_SHIPMODE命令通过I2C发送,器件等待进入运输节电模式,直至VIN(充电器)断开,如图3所示。

 

 

图 3:工厂生产线运输节电模式图例

我看到生产线上存在很多挑战。在实验室中运行很有效,但在一条生产线上每小时生产几百种产品时,这可能是另一回事。产品处在夹具上,若VIN适配器未弹回,装配工无法正确拉出产品。当VIN看似重新插回时,充电器将退出运输节电模式。这种情况下,如何确保产品处于运输节电模式?

答案很简单:VIN存在时,设置EN_SHIPMODE命令。一旦产品离开为VIN供电的夹具,将/CD管脚抬升,以执行运输节电模式命令,且在装箱前将器件置于运输节电模式,如图4所示。在所有这些序列中,/MR被推动,以显示该器件确实进入了运输节电模式。

 

 

图 4:一家带有弹性适配器的工厂中的运输节电模式图例

当产品电池电量不足时,通常最好的掉电方式是保留一些备用容量,然后进入运输节电模式。当用户按下按钮时,器件可以读取电池电量。若电池电量过低,产品可能会显示警告并返回到运输节电模式,如图5所示。例如,使用BQ25120A时,可使用单个寄存器写入发送运输节电模式命令,如图6所示。

 

 

图 5:产品唤醒程序

 

 

图 6:通过I2C命令进入运输节电模式

此外,要创建电源通断按钮,您仍然可使用/MR管脚,通过配置MRREC寄存器以进入运输节电模式,并编程按钮的持续时间,以确定需要保持低电平的时长;您刚刚创建了一个断电按钮。若要重新唤醒,请再次按下按钮,如图7所示。

 

3.jsp.png

 

图 7:电源通断按钮

希望本文能让您了解如何使用充电器上的某些功能,并准备好在您的下一个产品中实现运输节电模式!如有任何问题,请访问德州仪器在线支持社区论坛。

换一批

延伸阅读

[资讯] 新能源汽车被重视,SiC 元器件为何迎来爆发?

新能源汽车被重视,SiC 元器件为何迎来爆发?

作为半导体界公认的“一种未来的材料”,在沉寂了一段时间之后,SiC功率元器件终于在汽车市场迎来了爆发,尤其是在有着巨大增长机会的电动汽车领域。 ......

关键字:半导体 功率元器件 SiC

[资讯] 诺基亚研发新电池技术申请专利,针对 5G 设备高耗能需求

诺基亚研发新电池技术申请专利,针对 5G 设备高耗能需求

据国外媒体报道,已在韩国、美国等部分国家开始商用的5G,能显著提升数据传输速度,有着广阔的应用前景,可用于自动驾驶、工业控制、物联网等诸多领域,但5G更快的数据传输速度和大量的数据处理需求,对相关设备的处理器也提出了更高的要求,对设备的续航......

关键字:诺基亚 电池 手机电池专利

[资讯] 无线快充伤手机?真假?

无线快充伤手机?真假?

如今手机的使用频率和依赖度越来越高,真可谓“没有手机就寸步难行”。随着着电池容量的提升,原有的充电器功率不能满足充电的需要,于是快充技术就出现了。各大手机厂商都推出了自家的快充技术,其原理是提高充电的电流和电压,来实高功率充电。 ......

关键字:手机 手机快充 手机电池

[资讯] 苏格兰电力公司正打造超级电池,可为800电动汽车充电

苏格兰电力公司正打造超级电池,可为800电动汽车充电

据外媒报道,清洁能源固然很好,但是如果没有适当的基础设施来存储它,其就变成了效率低得多的发电形式。这就是苏格兰电力公司决定启动最新计划的原因。 据《卫报》称,能源供应商苏格兰电力公司即将在欧洲开展“ 最雄心勃勃的电池供电项目”:建设和部署大......

关键字:清洁能源 电池 工业级电池

[资讯] 可信吗?“降速门”余波:苹果承诺iPhone电池状况将更透明

可信吗?“降速门”余波:苹果承诺iPhone电池状况将更透明

2017年,苹果公司爆发了“降速门”丑闻,消费者和媒体认为苹果为了鼓励用户购买新上市的手机,通过操作系统更新对老旧款手机进行了降速。这一事件也在多个国家引发了政府监管部门的调查和大量的消费者诉讼。 ......

关键字:苹果 手机电池 降速门
发表评论 共有条评论
用户名: 验证码:

变频器内部主电路有什么神奇?

变频器内部主电路有什么神奇?

采用“交-直-交”结构的低压变频器,其内部主电路由整流和逆变两大部分组成.……

精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

精确稳定 让平均电流法帮你实现模块电源并联

今天要为大家介绍的是平均电流法,这种方法能够精确稳定的帮助工程师实现电源模块的并……

九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

九款最简单的电子镇流器电路图原理图分析

从工作原理而言,电子镇流器是一个电源变换电路,它将交流输入市电电源的波形、频率和……

项目外包