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    锂离子电池概述

    什么是锂离子电池?它有什么注意事项?电池寿命是当今许多应用中的重要因素。对于可植入的医疗设备,患者需要确信电池会在需要重新充电之间给它们较长的时间,即充电间隔。 几乎同等重要的是,电池的可用容量以及两次充电之间的时间将在其使用寿命内逐渐减少,这决定了电池需要更换多少年。这决定了电池的寿命以及可以使用多少个有用的充电/放电循环。选择电池时,长寿可能是一个关键的购买标准-一旦电池达到其使用寿命,将需要更换电池,这将涉及在植入式设备中的某种外科手术。 介绍 通常,在需要充电之前,可以将电池的使用时间减少20%,这被认为是容量减少的一个问题。结果,可再充电电池的使用寿命通常被定义为在容量下降到其原始值的80%之前的充放电循环次数。对于医疗设备的设计人员而言,重要的一点是,他们必须获得有关市场上可用的各种可充电电池的准确信息。他们需要确信,当他们查看不同制造商的电池时,它们正在比较相同的参数,并且数据表上的数字反映在现实生活中的行为上。 在本文中,我们将研究设计师如何确保他们获得正确的信息,并以此为基础进行决策。我们将回顾哪些因素会影响锂离子电池的使用寿命,这些因素尤其重要,因为锂离子电池比其他技术更容易发生变化,并且其性能在很大程度上受测试,使用和储存条件的影响。 。 电池寿命如何受到影响 对于任何可充电电池,用户需要多久找到一个充电点取决于多个因素。 首先,有环境因素,例如温度和振动。环境因素对电池寿命有很大的影响,在25°C左右的温度下(锂离子电池通常认为的)退化最小。这也意味着热管理在某些应用(例如电动汽车)中可能很重要,以确保通过充电或放电产生的热量不会使电池温度过高。 但是对于植入式医疗设备中的电池,这些因素通常不会产生重大影响。这是因为医疗设备在植入后会保持在大约37°C的恒定温度下,冲击或振动很小。对于医疗设备,对充电间隔的主要影响在于所谓的“操作因素”。其中包括充电和放电的速率以及电池充放电到的全部容量的百分比。存储也很重要-在将电池安装到设备中并投入使用后,长时间存储会保留多少百分比的电量会影响其行为。 充电电压是关键 在锂离子电池中,正极和负极之间的电位差随着电池的充电而增加,并且能量进入电池。随着使用中电池的放电,它会减少,并消耗能量。这意味着可以在端子之间测量的电压是电池充满电的可靠指示,因此可以在其中剩余多少能量。例如,通过这种电压测量,您的智能手机或笔记本电脑可以确定电池剩余电量的百分比,然后据此估算电池耗尽所有电量之前需要花费的时间。 对于医疗应用,锂离子电池的额定电压通常为3.6V或3.7V。在实践中,标准程序是将电池充电至约4.1V的最大值,并使其放电至2.7V的低点。停止充电的最大电压称为充电终止电压(EoCV)电平。但是,如果我们更改这些参数会怎样?相反,如果仅将电池放电至高于2.7V的最低电压,则它将仅放电掉部分电量。例如,如果我们在达到3V电压时停止将电池耗尽,则可能意味着电池仅放电至其容量的40%或50%。 这个低压点定义了所谓的放电深度(DoD)。因此,将电池完全放电视为100%DoD,而我们可以用较小的DoD百分比来测量寿命。可能会影响使用寿命的另一项变化是将上限电压端点从4.1V降低至较低值。这些变化的原因是锂离子电池中发生了不同的化学反应,例如,使电解质降解或在阳极上沉积不溶性化合物,从而降低了其效率。 这些电压变化在实践中产生了令人惊讶的巨大差异。如果我们稍微改变电压的上限和下限,则电池寿命中的充放电循环次数只能减少到以前的20%,甚至更少。尽管在这里我们仅讨论电荷和电压的微小变化,但切记要记住可充电电池可能最终在现场完全放电。例如,患者可能只是忘记在正确的时间为电池充电,从而使其电压下降得过低,或者可能将电池存放了较长的时间。 与我们刚刚讨论的寿命变化相比,这是一个不同的问题,但是对于许多锂离子电池而言,这种完全放电会造成损坏,从而大大降低其可用性。 EnerSys®通过其Zero-Volt™技术解决了这个问题,该技术可确保即使在电池放电至零伏后(图1和2),电池仍可以在峰值容量下运行。 测试结果 当我们测试了自己的Quallion®电池时,我们展示了出色的低容量衰减性能,同时在放电深度(DoD)值为100%(低至20%)的情况下循环电池。由此,即使经过多次充放电循环,电池容量的损失也降至最低。通过降低充电终止电压(EoCV),甚至可以在电循环期间进一步改善容量衰减性能。将EoCV从最大建议值4.1V修改为较低的4.0V值将增加电池的可用容量。 当我们查看100%DoD(这是医疗应用中的常见用例)时,我们会在达到初始保留容量的80%时检查电池的循环寿命。大多数医疗应用指定此工作循环寿命值,并且所需的值会随医疗设备的预期用途而变化。通常,医疗应用需要电池在100%DoD循环条件下满足500至1,000个循环,同时保持电池初始保留容量的80%。其医用电池中使用的Quallion®化学物质以80%或更高的保留容量超过了这些循环要求。 结论 即使工作条件中的很小差异(例如充电和放电电压)也可能对电池寿命或使用寿命产生重大影响。这意味着设备设计人员应确保他们以类似方式比较电池,并应检查电池制造商在其数据表上指定的测试条件。以上就是锂离子电池的相关解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-03 关键词: 电池寿命 植入式医疗设备 充电电压

  • 搞定手机屏幕失灵,4大手机屏幕失灵原因+解决方案

    搞定手机屏幕失灵,4大手机屏幕失灵原因+解决方案

    手机屏幕失灵是手机故障之一,对于手机屏幕失灵,大家可能对其原因不太了解。因此,增加对手机屏幕失灵是有所必要的。对于手机屏幕失灵的原因,小编在往期中有所提及。在本文中,小编将继续介绍可能引起手机屏幕失灵的缘由。如果你正在遭受手机屏幕失灵带来的苦恼,抑或想要对手机屏幕失灵有所了解,都不妨继续往下阅读哦。 不管是日常沟通打电话,还是上网娱乐消遣,人们的生活总是离不开手机的,而每天在使用手机时,手机也会随着长时间的使用,问题也会频繁出现,比如卡顿、黑屏、无法开机等等。 随着手机变化的越来越来,手机已经从按键手机完全变成了触屏时代,而触屏手机的日常就是人们触摸手机屏幕从而实现各种功能的操作。 手机屏幕失灵原因如下: 1.手机过热 不管你是因为工作需要长时间使用手机,还是因为娱乐消遣长时间使用手机,或者是将手机放在户外高温时间过长的话,手机都会因为长时间的运行出现手机特别烫的现象,而手机过热不仅会损坏电池,也会使手机屏幕的灵敏度大大降低。 解决的方法:建议大家不要长时间的玩手机,尤其是在炎炎夏日,天气本身就很热,手机在长时间使用后,也会出现特别烫的现象,如果手机出现过热的现象,就建议大家立刻停止使用手机,同时清除目前正在运行的程序,将手机静置让其散热。同时,建议大家不要讲手机长时间的暴露在高温环境中。 2.静电问题 一般的手机在使用时,我们都会贴个钢化膜,这样做的原因是,我们可以避免因为不慎掉落摔坏手机的屏幕,尤其是手机的内屏。但是钢化膜也有好坏之分,如果钢化膜的质量不好的话,就很容易产生静电,这样就会对手机屏幕的触控产生影响,造成屏幕失灵的问题。 解决的方法:建议大家在购买手机的钢化膜时,去手机的专卖店或者是旗舰店,购买手机配套的钢化膜。一般来说,钢化膜若是质量不好的话,也会比较脆弱容易破损,做工也可能粗糙,从而导致使用手感不好,所以选择一款质量好的钢化膜很有必要。 3.手上有液体 很多小伙伴在做饭或者是洗衣服的时候,都喜欢带着手机,一般做饭或洗衣服,一般追剧,而这时如果手上有水或者是有油的时候,去触摸手机的屏幕,就会出现手机屏幕不管用或者是失效的情况。 解决的方法:日常在触控手机时,建议在使用手机之前,一定要擦干手上的液体或油渍,让双手在完全干净的状态下玩手机。 4.充电电压不固定 手机在使用一段时间后,不管是因为充电器自身坏掉的原因,还是不小心遗失的原因,很多人都会选择一些非原装而且比较便宜的充电器来对手机进行充电,而这时如果手机没有用固定的电压去充电的话,手机的屏幕就会出现点这里其他地方却有反应或者是不管用的状态。 解决的方法:在给手机充电时,尽量使用手机的原装配套充电器去充电,若是手机充电器坏的或遗失的,可以购买手机品牌官方指定的其他充电器,质量不好或者是不配套的充电器在给手机充电时,不仅会出现触屏失灵的现象,也会增加对手机的损耗。 以上便是此次小编带来的“手机屏幕失灵”的所有相关内容,通过本文,希望大家对手机屏幕失灵的原因具有一定的了解。如果你在日常生活中使用手机时,也碰到过这样的问题的话,那就建议大家按照本文去排除问题,找到具体的问题以及解决方法,学会自己能够解决问题的能力。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-03-17 关键词: 指数 手机屏幕失灵 充电电压

  • 不要让USB充电电压降低影响充电速度!

    不要让USB充电电压降低影响充电速度!

     诸如手机和平板电脑等便携式设备能够实现比以前更快的充电速度。要获得快速的充电时间,充电器件上的电压必须保持在适当的水平上。如果不这样的话,充电器有可能将充电电流减少到较低(不过仍然是可以接受的)电平,最终延长了总体充电时间。充电电缆上的电压下降会导致电压不足。我们看一看这会对通用串行总线 (USB) 电缆造成哪些影响,以及如何应对可能出现的问题。 一个常见的USB电缆接口接触电阻大约为30mΩ。由于有4个触点(电缆每端两个),这表示总电阻为0.12Ω。假定每条电源线的长度为1m,并且使用的是一条标准24AWG线缆,那么总的线缆电阻为0.166Ω。预计的电缆和触点总电阻为0.286Ω。如果5V转换器被设计用来提供一个最大值为2.1A的输出电流,那么电缆上的预期压降将为0.6V。对于5.0V的固定转换器电压,电缆末端上的电压将下降到4.4V。对于USB设备来说,这个电压值为较低的电压限值,高电流负载产生潜在问题的原因显而易见。使用更重的USB电缆会有所帮助,而超长USB电缆,使用较小线规线缆,将会使充电率低于最大值。必须采取某些措施来进一步增加充电电流。 一个常见的解决方案就是尽可能地将典型值为5.0V的无负载输出设定电压提高到5.15V至5.20V(对于USB 3.0来说,最大值为5.25V)。这个解决方案在最大2.1A电流时提供足够(虽然仍旧为最小值)净空。而对于更高的负载电流,这个方法很快就会难以支撑。 另外一个方法使用的是诸如TPS2511的专用充电端口控制器。这个器件监视USB数据线路,并且将正确的电气签名自动提供给充电兼容器件;它还具有一个电流限制功能。它的电流感测 (/CS) 引脚在输出电流为限流阀值电阻器所设定的最大电流的一半时下拉为低电平。如图1所示,将这个引脚通过一个电阻器与5V电源的反馈电阻器相连(请见TPS2511数据表中的图33)将增加输出电压。这就将电压下降减少了大约50%。设计示例请参见双端口汽车USB充电器参考设计。     图1:电流感测增加在负载为50%时提高输出电压,以应对电压下降 图2中的方框图详细给出了一个线性增加转换器输出电压,以补偿电缆损耗,并且保持电缆末端电压恒定的方法。这个解决方案增加了一个感测电阻器来监视输出电流。一个差分放大器增加感测电阻器上的电压,并且使用这个电压来将一个电流注入到控制器的反馈 (FB) 引脚内。如需进一步了解这个方法的详细信息,请参见“电源技巧:补偿电缆上的电压下降”。     图2:电流感测持续调整反馈,以便在负载上保持一个稳定电压 这些技术只是应对电压下降、尽可能缩短充电时间的几个方法。

    时间:2017-04-20 关键词: USB 电源技术解析 充电电压

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