高效均衡,释放电池组潜力,主动均衡锂电芯片汇总全解
前言
在锂电池应用中,需要将单体锂电池进行串联,组成不同电压和不同容量的电池组进行使用。电池串联在一起后,由于每节电池的自身差异,在电池使用过程中,每节电池的电压和容量是有差异的(这种差异随环境和时间越来越大)。在电池组充放电过程中,由于木桶效应,最低容量的单节电池会限制电池组的整体放电和充电,导致整体容量的缩减。
为了解决上述问题,一般在保护板或电池管理系统设计中会增加均衡功能。电阻均衡功能的加入,能够在充电时,自动为高压满电的电池放电,保持串联中电压低的电池充电,从而使电池组达到平衡。电池组中,串联的所有电池都能充满电,也能充分完全放电,实现电池组的满充满放,最大化电池组容量。
主动均衡锂电芯片
目前主流的电池均衡设计方向有两种,也就是被动均衡和主动均衡。主动均衡通过在电池组内部传输能量,将电压较高的电池能量转移到电压较低的电池,从而实现均衡,而被动均衡则是通过耗散电阻将电压较高的电池的多余能量消耗掉。
目前市面上的大多数均衡芯片都是被动均衡芯片,主动均衡芯片的优势在于能更高效地利用电池组的能量,减少能量浪费,并延长电池寿命,特别适用于大容量和高精度要求的场景。充电头网也查询各方资料,汇总出多款主动均衡锂电芯片成下表所示。
排名不分先后,按企业英文首字母排序。
ETA钰泰
钰泰ETA300x
钰泰半导体推出了ETA300x系列主动均衡系列芯片,当相邻两节或多节电池的压差达到一定值时,芯片就会通过电感转移多余能量,将电压较高电池的能量储存在电感中,并为电压较低的电池充电。
由于采用主动式的电感储能均衡,实现了高效的大电流主动均衡,并可以兼容快速充放电。ETA300x系列芯片的专利技术可以在电池充电、放电和静置阶段实现高效均衡,有效降低均衡电路带来的能量损耗。
钰泰ETA300x系列芯片采用钰泰自主的专利技术,不同于传统被动均衡技术,ETA300x系列芯片采用电感储能,从电压高的电池放电,为电压低的电池充电。
由于采用电感主动均衡方式,均衡功率更大,发热也更低,均衡时间大大缩短,均衡电流大小不再受到散热的限制。
钰泰ETA3000
ETA3000芯片在待机模式下仅消耗2μA的待机电流,芯片具有低至50mV的均衡电压精度,可以自动检测需要均衡的电池,当相邻两节电池的压差达到一定值的时候,自动进行均衡,适用于2-6节串联的电池组使用。其均衡电流支持电阻设置,最大均衡电流可达2A。
ETA3000芯片支持均衡状态指示,开关频率为1MHz,支持使用小体积电感,芯片支持电池过电压保护,欠压保护和过热保护,适用于2~6串电池系统,如:移动电源,电子烟,无人机电池等便携设备和电池备份系统。ETA3000采用SOT23-6和DFN2*2-8等小封装形式,其中DFN2*2-8封装支持使能控制和均衡状态指示。
钰泰ETA3005
ETA3005系列芯片是ETA新一代的大电流主动均衡控制芯片,在待机模式下仍然维持着超低的待机电流(2μA);芯片具有更低的均衡电压精度(10mV);可以自动检测需要均衡的电池,当相邻两节电池的压差达到一定值的时候(低至30~50mV),自动进行均衡;其均衡电流支持电阻设置,由于其MOS外置,最大均衡电流可达10A;另外,为了方便MCU的控制,增加了使能级联控制控制,使得均衡工作更加灵活、安全。
ETA3005系列芯片还集成了电池过压保护,欠压保护和过热保护等保护功能,特别适用于2-16节及以上的串联电池组使用,如:户外电源、家庭储能、电动车、电动工具等大功率多串电池储能系统。
ETA3005采用MSOP-10封装形式,封装小,外围精简。
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1、钰泰ETA300x系列主动均衡芯片,为大功率充放电保驾护航
INJOINIC英集芯
英集芯IP2305
IP2305 是一款两节串联电池均衡充电芯片,工作电压为4.5V至6V,内置 1000mA 线性充电和串并切换电路,支持锂电池和磷酸铁锂电池,可以实现给2串电池均衡充电。
IP2305可定制充电电流,最大为1A,具有完整的涓流充电(TC)、恒流(CC)和恒压(CV)充电三种充电过程;涓流充电(TC)阶段可预充电恢复完全放电的电池;恒流(CC)模式下安全地提供降压快速充电;最后阶段恒压(CV)充电模式确保安全地达到电池满容量。
IP2305 集成串并切换 MOS,单路切换 MOS的导通内阻 150 mΩ,可以把 2 串电池切换成单节电池充电;切换 MOS 的控制时序由硬件实现,切换可靠性高;
IP2305 支持两串电池压差检测,如果 2 节电压大于 30mV,就会先对电压低的电池充电,保证 2 节电池充电的均衡;
IP2305 支持一路 LED 充电状态指示引脚和两路电池状态指示引脚。当切换为对应的电池时,B1_SAT 和 B0_SAT 会对应输出高电平,用于指示当前连接电池;
IP2305 具有输入欠压保护功能,可以智能调节充电电流,自适应适配器负载能力,防止将适配器拉挂。IP2305 采用 ESOP8 封装。
总体来说,该芯片具备充电均衡功能,解决了电池配对烦恼,无需担心电池充不满,影响续航能力或因电压过充异常导致鼓包等问题,延长电池寿命。电池充电切换时序采用硬件实现,可靠性高。同时外围简单,性价比高。
英集芯IP2305与一元硬币实观大小对比。
充电头网总结
随着USB PD3.1标准的普及,越来越多的移动电源等电子设备采用多串锂电池架构,来实现高效的大功率输出,主动均衡芯片的高均衡电流,低待机功耗优势非常适合内置多串电池组的设备使用,例如移动电源、户外电源、电动车、电动工具等产品。
通过使用主动均衡芯片,能够消除传统被动均衡的电阻发热和电量消耗,通过高效的主动均衡将电量由电压高的电池搬运到电量低的电池中,高效快捷的实现电池均衡,将电池组潜力充分发挥。在大功率充放电时代,延长多串电池组的使用寿命,给消费者更好的体验!
摆脱铅酸电池束缚,盘点那些内置锂电充电芯片的小风扇
前言
便携式风扇出现的时间其实比很多人印象中早一些,早在19世纪末,便有以发条驱动的风扇出现,但其弊端是需要人力手摇或踏板驱动才能产生风力,早期基本只有贵族家庭才有机会应用。进入21世纪初,出现一些内置铅酸电池的便携手持风扇,但往往其内部结构比较简单,且成本较低,所以比较容易损坏。
但近些年随着国内锂电池成本逐步降低以及电源芯片市场的不断发展、完善,市面上出现很多专为便携式小风扇设计的充电芯片,可以以较低成本高效管理手持风扇锂电池充放电,至此便携式小风扇迎来快充、大容量、高风速等更强的“打开方式”。
内置锂电池充电芯片的小风扇
充电头网通过整理历年拆解案例时了解到,目前有四款便携式小风扇内置锂电池充电芯片。文中出现的锂电充电芯片部分参数如图所示,下文小编将为您详细介绍。
Feeling远翔FP6291
远翔FP6291是一颗2A升压电流模式的升压转换器,内置内置0.2Ω 功率MOS,开关频率1MHz,可用于便携式小风扇锂电池充电,提供采用SOT23-6封装。
应用案例
4000mAh便携式充电宝风扇F8
充电头网通过拆解了解到,移动电源分两路输入,采用远翔FP6291进行升降压实现充放电;内置两颗18650电芯,配有赛芯微XB5352A保护IC进行保护;通过USB-A接口供电,小风扇由477驱动IC驱动无刷电机进行转动。此外线芯均为插拔式设计,生产组装方便。
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Injoinic英集芯IP6351
英集芯IP6351是一款集成升压转换、锂电池充电管理多功能电源管理SoC,内置1A同步开关升压,以及功率MOS,支持照明灯驱动、移动电源5V输出功能、按键调整风速以及按键开关,为便携式风扇应用提供完整的解决方案,提供SOP16封装。
应用案例
Benks邦克仕支架小风扇
邦克仕支架小风扇配色清新,外形小巧、方便携带。磁吸伸缩三脚架可立可手持,风扇还支持上下摆角调节,使用更体贴。隐藏式手机支架设计,提供恰到好处的观影角度,边吹风边看剧,增加幸福指数。此外小风扇采用全封闭式风罩,有效防止误触扇叶。
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内置3350mAh大容量电芯,邦克仕支架小风扇拆解
LPSemi微源LP78070F
LPSemi微源的锂电池小风扇驱动芯片LP78070F内置800mA锂电池线性充电,同步整流升压,三档输出风量及电量指示,双LED充电指示,还具有多重保护功能,提供ESOP-8封装。
应用案例
4000mAh手持便携式充电宝风扇
充电头网通过拆解了解到,小风扇分一路输入两路输出,并且采用英集芯IP5306进行升降压实现USB-C输入以及USB-A输出;产品内置两颗蓝色18650电芯,配有DW01A+8205S锂电保护电路;采用微源LP78070F驱动小风扇。此外电芯和风扇的传输导线焊接牢固焊点饱满。这款手持便携式小风扇采用一体式机身,机身壳表面哑光处理,侧身弧面过渡使用不硌手。
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拆解报告:4000mAh手持便携式充电宝风扇
MicrOne微盟ME4069
微盟ME4069是一颗开关型锂电池充电芯片,支持4.2V电池,最大充电电流1.8A,用于为内置电池充电,使用开关充电可以获得更大的输出电流,更小的充电发热,相比传统线性充电,使用体验大大改善,提供ESOP-8封装。
应用案例
JISULIFE几素超薄桌面小风扇
JISULIFE几素这款小风扇自带支架,方便摆放,适合在办公桌摆放使用。风扇采用Type-C接口输入充电,并且充电速度也很快,相较传统线性充电的风扇,使用体验大大增强。风扇具有超薄设计,每日携带通勤也很方便。
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充电头网总结
充电头网了解到,尽管微盟、微源、英集芯、远翔这四款芯片在充电电流和封装等参数上各有千秋,但它们都为手持风扇制造商提供了一个低成本、高效的低功率的充电方案。锂电充电方案显著改善了传统铅酸电池充电速度慢、能量密度低的局限,还极大地延长了单次充电后的使用时间。
跳出这一具体应用场景,我们可以将视野拓宽至整个小型家电领域。内置锂电池的美容仪、剃须刀、电动牙刷等这些设备通常具有相似的特点:使用时间碎片化、电池容量有限,并且对充电速度有较高要求。因此,这四款锂电芯片同样可以为这些设备提供高效、快速的充电解决方案,确保它们在快节奏的生活中能够迅速“回血”,满足用户的日常使用需求。
文中部分资料来源于网络,且受案例时效性影响,如有纰漏敬请谅解。
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