Принцип и применение технологии повышения и понижения напряжения литиевых батарей
С широким распространением портативных электронных устройств литиевые батареи стали одним из самых популярных типов батарей благодаря высокой плотности энергии, отсутствию эффекта памяти и длительному сроку службы. Однако для соответствия требованиям по рабочему напряжению различных устройств особенно важна технология повышения и понижения напряжения литиевых батарей. В этой статье будут рассмотрены принципы повышения и понижения напряжения литиевых батарей и методы достижения этих преобразований.
Принцип повышения напряжения литиевой батареи
Повышающий преобразователь (Boost Converter)
Повышающий преобразователь - это DC-DC преобразователь, который увеличивает более низкое входное напряжение до более высокого выходного напряжения за счет накопления энергии в индукторе. Его основной принцип работы заключается в следующем:
Этап зарядки: Когда коммутирующий элемент замкнут, ток протекает через индуктор, и индуктор накапливает энергию;
Этап разрядки: Коммутирующий элемент разомкнут, и ток продолжает течь из-за самоиндукции индуктора. В это время диод позволяет току протекать к выходному конденсатору и нагрузке, а выходное напряжение выше входного.
Метод повышения напряжения
Оптимизация частоты переключения: Регулируя частоту переключения, можно улучшить коэффициент повышения напряжения, не влияя на эффективность.
Выбор значения индуктивности: Подходящее значение индуктивности может уменьшить пульсации тока и улучшить стабильность системы.
Фильтрация на выходе: Использование подходящего выходного фильтрующего конденсатора может уменьшить пульсации выходного напряжения.
Принцип понижения напряжения литиевой батареи
Понижающий преобразователь (Buck Converter)
Понижающий преобразователь также является типом DC-DC преобразователя. Его функция заключается в снижении более высокого входного напряжения до более низкого выходного напряжения. Его принцип работы заключается в следующем:
Этап зарядки: Когда коммутирующий элемент замкнут, ток протекает через индуктор, и индуктор накапливает энергию;
Этап разрядки: Коммутирующий элемент разомкнут, и ток в индукторе протекает через диод для поддержания тока нагрузки, а выходное напряжение ниже входного.
Метод понижения напряжения
Управление рабочим циклом: Выходное напряжение регулируется путем изменения соотношения времени включения коммутирующего элемента к периоду цикла, то есть рабочего цикла.
Синхронное выпрямление: Использование технологии синхронного выпрямления вместо традиционных диодов может повысить эффективность.
Мягкий старт: Технология мягкого старта позволяет избежать скачка тока при запуске и защитить цепь.
Сценарий применения
Технология повышения-понижения напряжения литиевых батарей широко используется в различных портативных устройствах, таких как смартфоны, планшеты, ноутбуки и т. д. Эти устройства обычно должны переключать напряжения в различных рабочих условиях, чтобы адаптироваться к различным скоростям процессора, яркости экрана и другим требованиям.
Заключение
Технология повышения и понижения напряжения литиевых батарей является ключевым звеном в проектировании современных электронных продуктов. Благодаря разумному проектированию схемы и выбору компонентов можно эффективно достичь преобразования напряжения, обеспечивая при этом стабильность и эффективность системы. С непрерывным расширением функций электронных продуктов и улучшением требований к управлению питанием технология повышения и понижения напряжения литиевых батарей будет продолжать развиваться, чтобы адаптироваться к более сложным и меняющимся потребностям приложений.
Принцип и применение технологии повышения и понижения напряжения литиевых батарей
С широким распространением портативных электронных устройств литиевые батареи стали одним из самых популярных типов батарей благодаря высокой плотности энергии, отсутствию эффекта памяти и длительному сроку службы. Однако для соответствия требованиям по рабочему напряжению различных устройств особенно важна технология повышения и понижения напряжения литиевых батарей. В этой статье будут рассмотрены принципы повышения и понижения напряжения литиевых батарей и методы достижения этих преобразований.
Принцип повышения напряжения литиевой батареи
Повышающий преобразователь (Boost Converter)
Повышающий преобразователь - это DC-DC преобразователь, который увеличивает более низкое входное напряжение до более высокого выходного напряжения за счет накопления энергии в индукторе. Его основной принцип работы заключается в следующем:
Этап зарядки: Когда коммутирующий элемент замкнут, ток протекает через индуктор, и индуктор накапливает энергию;
Этап разрядки: Коммутирующий элемент разомкнут, и ток продолжает течь из-за самоиндукции индуктора. В это время диод позволяет току протекать к выходному конденсатору и нагрузке, а выходное напряжение выше входного.
Метод повышения напряжения
Оптимизация частоты переключения: Регулируя частоту переключения, можно улучшить коэффициент повышения напряжения, не влияя на эффективность.
Выбор значения индуктивности: Подходящее значение индуктивности может уменьшить пульсации тока и улучшить стабильность системы.
Фильтрация на выходе: Использование подходящего выходного фильтрующего конденсатора может уменьшить пульсации выходного напряжения.
Принцип понижения напряжения литиевой батареи
Понижающий преобразователь (Buck Converter)
Понижающий преобразователь также является типом DC-DC преобразователя. Его функция заключается в снижении более высокого входного напряжения до более низкого выходного напряжения. Его принцип работы заключается в следующем:
Этап зарядки: Когда коммутирующий элемент замкнут, ток протекает через индуктор, и индуктор накапливает энергию;
Этап разрядки: Коммутирующий элемент разомкнут, и ток в индукторе протекает через диод для поддержания тока нагрузки, а выходное напряжение ниже входного.
Метод понижения напряжения
Управление рабочим циклом: Выходное напряжение регулируется путем изменения соотношения времени включения коммутирующего элемента к периоду цикла, то есть рабочего цикла.
Синхронное выпрямление: Использование технологии синхронного выпрямления вместо традиционных диодов может повысить эффективность.
Мягкий старт: Технология мягкого старта позволяет избежать скачка тока при запуске и защитить цепь.
Сценарий применения
Технология повышения-понижения напряжения литиевых батарей широко используется в различных портативных устройствах, таких как смартфоны, планшеты, ноутбуки и т. д. Эти устройства обычно должны переключать напряжения в различных рабочих условиях, чтобы адаптироваться к различным скоростям процессора, яркости экрана и другим требованиям.
Заключение
Технология повышения и понижения напряжения литиевых батарей является ключевым звеном в проектировании современных электронных продуктов. Благодаря разумному проектированию схемы и выбору компонентов можно эффективно достичь преобразования напряжения, обеспечивая при этом стабильность и эффективность системы. С непрерывным расширением функций электронных продуктов и улучшением требований к управлению питанием технология повышения и понижения напряжения литиевых батарей будет продолжать развиваться, чтобы адаптироваться к более сложным и меняющимся потребностям приложений.
