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  • 博世新科技将有效延长电动汽车电池使用寿命

    博世新科技将有效延长电动汽车电池使用寿命

    博世集团董事会成员Markus Heyn博士表示:“博世将电动汽车电池与云端互联,有助于大幅提升电池性能并延长其使用寿命” 德国斯图加特——“压力加速细胞老化”,这一由遗传学家们通过长期临床实践得出的原理同样适用于电动汽车电池的使用寿命领域。具体而言,电池越老,其性能越弱,容量越低,车辆续行里程数也越短。为延长电池续航时间,博世正致力于开发新的云服务,以补充并优化电动汽车的电池管理系统。“博世将电动汽车电池与云端互联,这一基于数据的服务将大幅提升电池性能并延长其使用寿命,” 博世集团董事会成员Markus Heyn博士表示。 电池作为电动汽车部件中最昂贵的部分,这些措施能有效将其损耗率降低20%。其中,从车辆及其周围环境收集到的实时数据在措施选用过程中起到关键作用。博世的云服务分析利用实时数据,优化每一个充电过程,并通过仪表显示屏为驾驶员提供个性化驾驶提示,以有效节约用电量。博世将这一新服务命名为“云端电池”。全球领先的移动出行服务提供商滴滴将计划与博世探索电池服务的合作。 据专家介绍,目前锂离子电池的平均使用寿命为8-10年或500-1000次充电周期。此外,电池制造商通常保证其电动汽车电池续行里程在10万到16万公里之间。但是,快充、充电周期过于频繁、过度使用运动驾驶模式以及过高或过低的环境温度都将加重电池压力,加速电池老化。博世基于云的服务旨在快速识别和积极应对这些压力触发因素。博世云服务将采集所有电池相关的数据,例如当前环境温度和充电习惯,实时传输到云端,再通过云端的机器学习算法进行精准数据评估。 通过一系列计算,博世不仅能为驾驶员提供一个了解电池当前状态的窗口,并将首次实现对电池当前性能及其剩余使用寿命的可靠预测——而过去,人们无法对电动汽车电池的耗损速度做出准确判断。Markus Heyn博士表示:“性能强大、使用寿命长的电池将使电动汽车的推广更具可行性。”博世云服务的另一特点是采用集群原则:并不停留于采集单一车辆数据,而是分析评估整个车队的数据,从而选择更为精准有效的算法进行电池评估。利用集群智能是实现更迅速、更全面地识别汽车电池压力因素的关键。 博世对电池实时状态的新洞察能够有效延缓电池老化。例如,在过高或过低的环境温度下,处于饱和状态的电池更易老化。因此,为避免电池在太热或太冷时充电到100%,博世的云服务会实时将电池额定电量降低几个百分点,以避免电池意外损耗。其次,储存在云中的数据将有助于电池维修及养护。例如,一旦电池出现故障或缺陷,驾驶员或车队操作员就将获取即时通知,这一服务有助于避免电池发生无法挽回的损失、提高电池在完全停止工作之前被修复的可能性。最后,博世的云服务还有助于优化充电过程。 由于充电过程存在着令电池永久丧失部分性能和容量的危险,通常被视作电动汽车市场规模化的最大障碍之一。博世云端的智能软件可以分别统计每次充电过程的充电曲线,这将保障无论是在家里还是在其他地方充电,电池可以始终充电到最佳水平,以维护电池性能。目前市场上的充电计时器应用程序只针对充电过程进行计时,提醒驾驶员在电池电力较低时及时充电。博世智能充电解决方案作为其新电池服务的一部分,将创新型地优化充电过程,精准区分快充电和慢充电,并在充电过程中控制电量和电压水平,从而有效延长电池使用寿命。

    时间:2020-05-29 关键词: 电动汽车 电池寿命

  • 日本希望各厂商电动汽车明示电池的衰减情况

    日本希望各厂商电动汽车明示电池的衰减情况

    (文章来源:百家号)        日本经济产业省计划要求各汽车厂商显示内置于纯电动汽车的电池寿命。 具体而言,驾驶员将通过驾驶席的显示器,了解重复使用不断老化的锂电池的衰减情况。以聆风为例,其将通过12级刻度显示充满电时的容量,以此与新车电池对比。因此,日本经产省计划要求各家车企像聆风一样,显示电池容量的减少程度,或是较购买时的单次充电续航里程较少程度。 值得一提的是,其目的是为力争建立合适的电池容量评价机制,在培育纯电动汽车二手市场的同时,推动电池的再利用。据悉,该指导方案将于9月份正式公布,并在年内正式执行。

    时间:2020-05-24 关键词: 电动汽车 电池寿命

  • 大突破!锂硫电池电池迎来革命性进展:容量寿命提升数倍

    锂硫电池被誉为电池技术的下一个重大进步,有望在单次充电的情况下,大大延长从手机到电动汽车等各种产品的使用时间,同时比目前的锂离子电池更具环保可持续性。然而,这些电池的续航时间不及锂离子电池,随着时间的推移会逐渐退化。 4月28日,据外媒报道,得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员找到了一种稳定锂硫电池的方法,通过在锂金属表面电池原位内部制造一层含有碲的人造层,可以使电池寿命延长4倍,使这项技术更接近商业化。 锂硫电池的正负电极的充电容量是现在锂离子电池所用材料的10倍,这意味着它们可以在一次充电中提供更多的使用。硫作为石油和天然气工业的副产品也广泛存在,不仅使得电池的生产成本低廉,而且也比锂离子电池中使用的金属氧化物材料更环保。 研究人员表示,锂硫电池的每一次循环充放电过程都会在电池的负极锂金属阳极上形成苔藓状的针状沉积物(析锂)。这会引发一种反应,导致电池整体性能下降。 此外,这些沉积物还会分解锂离子的电解液,从而电极无法提供额定的功率。这种反应还可能导致电池短路,并可能起火。而在锂电极上形成的人造层可防止电解质降解,并减少在充电过程中形成析锂结构, 锂表面形成的稳定层允许它在不破坏电解液的情况下工作,这使得电池的寿命更长,这种方法可以应用于其他锂和钠基电池。并且稳定层是由简单的原位工艺形成的,不需要昂贵或复杂的锂金属阳极预处理或涂层程序。

    时间:2020-05-20 关键词: 电池 电池寿命 锂硫电池

  • 改善Android智能手机电池寿命的小技巧

    改善Android智能手机电池寿命的小技巧

    Android智能手机为我们的生活带来了许多变化。 它可以帮助我们在许多方面更加智能地生活。 但是,如果我们充分使用智能手机,电池将很快耗尽。这是智能手机的主要缺点之一,导致我们不能在紧急情况下使用它。 如果您遇到与上述问题相同的问题,希望这些技巧对您有所帮助。 Android智能手机电池寿命 1.使用自动亮度: 始终建议在智能手机中使用自动亮度。因为显示器在减少电池寿命方面起着重要作用。 2.仅使用2G网络: 您可以在“设置”>“更多”>“移动网络”(在ICS中)中找到此选项。启用此选项可以通过不将设备连接到3G网络来改善电池电量,因为这对电池的影响更大。 您绝对应该选中此选项,尤其是当您居住的地区没有3G时。如果您是大量数据移动数据用户,这可能是提高里程的有用方法。 3.关闭WiFi /蓝牙: 如果您的Wi-Fi连接始终处于启用状态,则它将完全耗尽电池电量。因此,不用时只需关闭WiFi。同样,不使用蓝牙时也应关闭蓝牙。不仅节省功率,还作为安全措施。 4.降低屏幕超时: 屏幕超时时间定义了设备在不使用之前将等待多长时间才能关闭屏幕。以防万一,如果您忘记锁定手机,或者长时间无人照管而又没有锁定手机,则肯定会从电池上榨取一些多余的汁液。您可以在“设置”>“显示”>“睡眠”中找到它。 5.搜索行为异常的应用程序: 有必要检查所有消耗更多功率的应用程序。幸运的是,在Android手机中,默认情况下会显示详细的电池管理器,因此进入“设置”>“电池”已经可以帮助您查找任何潜在的泄漏。但是,如果您仍然无法正常运行应用程序,则可以选择更可靠的解决方案,例如电池电量统计信息,并在检测到应用程序过于饥饿时通知您。 6.保持凉爽的温度: 电池在较低的温度下效果最佳,长时间的长时间保暖会逐渐降低其效率。 7.如果可能,使用推送通知: Android内置的电子邮件应用程序功能强大,时尚,应有尽有。但是,让它每15分钟轮询一次消息并不是最适合您的电池。如果您的邮件提供商提供了推送通知支持,则可以使用它-例如,出色的独立Hotmail应用程序可以帮助您减轻功耗。

    时间:2020-04-17 关键词: 智能手机 Android 电池寿命

  • 锂离子电池概述

    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

  • 儒卓力提供全新2.4GHz范围扩展器,可增加覆盖范围并延长电池寿命

    儒卓力提供全新2.4GHz范围扩展器,可增加覆盖范围并延长电池寿命

    得益于用于输出的集成功率放大器和用于输入的低噪声放大器(PA/LNA),这款FEM增强了Nordic低功率短距离无线解决方案的链路稳健性。与nRF52系列SoC结合使用时,输出功率为+ 21dBm,RX增益为13dB,低噪声系数为2.5dB,因而具有出色的链路预算,可将覆盖范围扩展多达16倍。例如,当与以1 Mbps运行低功耗蓝牙的nRF52840 SoC结合使用时,nRF21540可将RX灵敏度提高5dBm至-100dBm。结合增加的输出功率,可将链路预算改善18dBm。 nRF21540的TX功率可以动态调节,其输出功率可以设置为以小幅度增加。当最大输出功率比2.4GHz频带允许数值超出1dBm时,就有足够的空间来补偿天线信号链中的损耗,同时充分利用天线辐射允许的20dBm数值。所有协议(比如蓝牙、ZigBee、Thread、ANT和Gazell以及专有版本协议)都是这种情况。如果在易受影响的环境中或在接近无线SoC的链路预算上限的情况下建立没有FEM的无线电连接,则传输的故障率将会增加;这会导致连续的重传,使得能量消耗提高。nRF21540减少了传输数据包所需的尝试次数,从而减低了应用的能量平衡,尽管范围扩展器需要消耗额外的能量。 nRF21540器件可在-40°C至+105°C温度范围内工作,可在工业应用(比如专业照明)中与Nordic的耐高温nRF52833和nRF5340 SoC相辅相成。其他目标应用包括资产跟踪、遥控玩具、无人机、农业技术、音频和智能家居用例。 Nordic将提供驱动程序以支持未来发布的nRF5 SDK、用于Thread和Zigbee的nRF5 SDK以及nRF Connect SDK,以进一步增强其SoC器件的易用性。 客户可以在儒卓力电子商务网站上找到有关Nordic新型2.4GHz范围扩展器和直接订购选项的更多信息,还可以直接下订单。

    时间:2020-03-18 关键词: 电池寿命 扩展器 fem

  • 铕离子提升钙钛矿太阳电池寿命

    铕离子提升钙钛矿太阳电池寿命

    日前,科技部基础研究管理中心发布了2019年度中国科学十大进展。随着社会的进步,科技的发展,人们对能源的需求越来越大,而现有的能源有限,需要人们不断发展新能源,而太阳能就是一个不错的选择,人们开始大力发展太阳能能发电。“中国科学十大进展”的遴选活动由科技部基础研究管理中心牵头举办,至今已成功举办15届,旨在宣传我国重大基础研究科学进展。 本次共有320项科学研究进展推荐送选,排名前10 位的科学进展入选“2019年度中国科学十大进展”。其中,阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理入选。 附:阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理简介 钙钛矿太阳能电池是广受关注的新一代光伏技术,而其工作稳定性是目前产业化的主要障碍。传统研究主要通过组分优化、封装、界面改性和紫外光过滤等来有效抑制如氧气、水分和紫外光等因素导致的性能下降,从而提升器件的稳定性。然而要进一步提高器件的寿命,需要发展一种长期有效的方法以抑制使役过程中材料的本征缺陷。 为提高本征稳定性,北京大学工学院周欢萍研究组、化学与分子工程学院严纯华/孙聆东研究组及其合作者提出,通过在钙钛矿活性层中引入铕离子对(Eu3+/Eu2+)作为“氧化还原梭”,可同时消除Pb0和I0缺陷,进而大幅提升器件使用寿命。 有趣的是,该离子对在器件使用过程中没有明显消耗,对应的器件的效率最高达到了21.52%(认证值为20.52%),并且没有明显的迟滞现象。同时,引入铕离子对的薄膜器件表现出优异的热稳定性和光稳定性,在连续太阳光照或85oC加热1000小时后,器件仍可分别保持原有效率的91%和89%; 在最大功率点连续工作500小时后保持原有效率的91%。该方法解决了铅卤钙钛矿太阳能电池中限制其稳定性的一个重要的本质性因素,可以推广至其他钙钛矿光电器件,对于其他面临类似问题的无机半导体器件也具有参考意义。太阳能虽然可以产生很大能量,但是现在的技术还不足以保证人类所有的运转,这就需要我们保护能源,从自己做起,从身边的点滴做起,节约能源,是我们人类每一个人应尽的责任。

    时间:2020-03-05 关键词: 太阳能电池 电池寿命 钙钛矿

  • 日本政府拟要求汽车厂商标明纯电动汽车电池寿命

    9月3日消息,据国外媒体报道,日本经济产业省计划要求汽车厂商标明纯电动汽车电池寿命,使驾驶员能够通过汽车显示器,了解重复使用不断老化的锂电池状况。 日本政府预计最早将于9月公布指导方案,年内正式决定。 外媒称,如果能够清楚了解电池的剩余寿命,将有利于在二手买卖和回收再利用的时候评估其价值。

    时间:2019-10-01 关键词: 锂电池 电动汽车 电池寿命 电池回收 电动汽车电池寿命

  • 无须权衡取舍:业界更低静态电流、极小型 LDO 线性稳压器,可将对功耗敏感的工业与个人电子产品电池寿命延长一倍

    无须权衡取舍:业界更低静态电流、极小型 LDO 线性稳压器,可将对功耗敏感的工业与个人电子产品电池寿命延长一倍

            德州仪器(TI)今日推出超低功率低压降线性稳压器TPS7A02,其工作静态电流(IQ)可低至25 nA,仅为行业内小型器件的十分之一。新型稳压器在压降的条件下也能在轻负载时实现低 IQ 控制,使工程师可以将应用的电池寿命至少延长一倍。此外,它还提供同类器件最优的瞬态响应,以实现更快的唤醒速度,缩短应用的响应时间并提高动态性能。该解决方案通过缩减电源供应解决方案的尺寸,可帮助工程师快速设计出更小、更轻、更高效的产品,且它的通用行业封装允许在现有设计中进行引脚对引脚的直接替换。更多关于产品的信息,请访问TPS7A02。        TPS7A02 可帮助工程师解决许多对功耗敏感、高精密度以及低功耗应用中的关键设计挑战,例如电网基础设施、楼宇自动化、医疗设备及可穿戴市场等应用。        此器件加入了 TI 低 IQ LDO 线性稳压器产品系列,使设计人员能够延长系统寿命。将 TPS7A02 与其他低 IQ 器件搭配使用,如TI 超低功耗 MSP430™ 微控制器(MCU)系列、 SimpleLink™CC2642R MCU、 TLV8802纳米级运算放大器及 TMP1075低功耗温度传感器等,工程师们可进一步优化系统中的电池寿命和性能。TPS7A02 的主要特性和优势· 延长应用的运作时间及系统寿命:TPS7A02在轻负载下的超低 IQ 控制,能让工程师将使用标准电池化学成分(如锂离子电池)的电池寿命至少延长一倍。例如,在无线可视门铃和监视器的设计中使用 TPS7A02,工程师可实现 24 个月或更长的电池寿命(高达业界标准的四倍)。此外,与行业内同类器件相比,具备 3 nA 更低关机 IQ 的 TPS7A02可将便携式医疗和可穿戴应用中的电池储存时间延长多达五倍。· 更快的唤醒速度及更好的动态性能:对于1到50 mA 的负载瞬态,TPS7A02 能够在 5 us内响应,仅为行业内同类器件瞬态响应时间的一半,可支持工程师设计响应时间更短、动态性能更好的应用。TPS7A02能快速响应迅速变化的负载,同时提供更小的输出电压变化,有利于高精密度、低功耗的应用,如无线物联网(IoT)和便携式医疗装置,这些应用需要无噪音电流才能准确采集装置周围的信号。· 更小的解决方案及更快的上市速度:TPS7A02无需任何外部电路或零组件即可自动从IQ节能模式、低负载状态,转换为高负载、快速瞬态状态。因此,工程师可以使用 TPS7A02 将解决方案尺寸缩小 70%,并在空间受限的应用中添加更多功能,或使用更小的电路板降低系统成本。封装与供货        TPS7A02的试产样品现已可于 TI store 购买,并提供4 引脚小外形无引线封装(X2SON),尺寸为1 mm × 1 mm的封装形式; 5引脚小外形晶体管封装(SOT-23)将于今年年底供货,尺寸为 2.9 mm × 1.6 mm。此外,4引脚晶粒型球栅数组(DSBGA)封装,尺寸为0.65 mm × 0.65 mm,将于2020 年初供货。关于德州仪器(TI)        从智能网联汽车到智能家居,从健康监测设备到自动化工厂,德州仪器(TI)(纳斯达克股票代码:TXN)的技术应用于各种类型的电子系统中。我们设计、制造、测试和销售模拟以及嵌入式半导体芯片,业务遍及全球30多个国家。我们全球约30,000名员工,秉持诚信、创新与承诺的核心价值观,致力于以科技创造更美好的未来。欲了解更多信息,请访问公司网站www.ti.com.cn 。商标        MSP430,SimpleLink和TI E2E是德州仪器的商标。所有其它商标均归其各自所有者专属。

    时间:2019-09-19 关键词: ldo 电池寿命

  • 新能源车最大痛点,电池组“木桶效应”怎么破?

    新能源车最大痛点,电池组“木桶效应”怎么破?

    新能源车的痛点主要是电池,其中之一是电池充电,人们担心电池寿命——最后充不了多少电了。举个例子:就像水杯中的水,不同厂商的电池出厂时的容量等参数不尽相同,因此充电时有的已充满,有的还没满;用电时,有的电已用完了,有的还没用完。如果简单充电,由于木桶短板效应,会导致一些电池无法完全充满,一些电池的电量用不尽。由于电动汽车中常常有上百节电池,一个电池就可能影响整个电池系统。成组电池在使用中的“木桶效应”:未加主动均衡的成组电池充电未加主动均衡的成组电池放电加主动均衡的成组电池充电加主动均衡的成组电池放电从木桶效应可以看出主动均衡可以让成组电池容量最大化,同时充满、同时放完,有效的延长成组电池使用寿命。除此之外,主动均衡还可以在动力电池梯次利用中带来巨大的价值:

    时间:2018-10-08 关键词: 电池组 电源技术解析 电池寿命 木桶效应

  • TI分享五大妙招,轻松应对电源挑战

    TI分享五大妙招,轻松应对电源挑战

    目前,我们正面临着各式各样的电源挑战,例如电池电量的迅速消耗、电池的使用寿命以及续航等。设计人员应当如何在当前和未来的设计中解决这些潜在的实际问题呢?从某种程度上来说,设计人员首先需要学习和了解电源管理设计中错综复杂的内容,但是这对于学生或者经验丰富的电气工程师而言,都是一个比较麻烦的课题。因为除了需要优秀的老师进行指导,还需要学生自身具备例如化学和机械工程等基础知识,才能解决复杂的问题。下面就让我们一起来了解一下,哪些方法可以帮助工程师们轻松解决电源管理设计中的难题:1.线上和线下培训电源管理设计除了需要指导和理解,还需要培训。德州仪器(TI)致力于帮助系统工程师通过全新的技术培训工具来轻松加快电源管理设计的速度,而这些工具在 TI.com/power和大学实验室中都有所提供。“设计人员必须知道如何正确且安全地构建这些产品,这也需要更高的专注度和更加严格的要求,因为通常设计人员面临的不仅仅是一个电气问题,”TI的电源管理专家Dave Priscak说道,“化学工程与机械工程对于解决这些复杂问题同样十分关键。”Dave表示,TI的培训使工程师们能够学习我们在30年里积累的电源设计经验,同时还有机会与专家们进行面对面的交流。“凭借专业知识、培训、支持、工具和创新,我们能够帮助设计人员完成他们希望实现的任何设计,”他说,“我们的生态系统让工程师们能够在电源培训中经历从开始到完成的全部设计过程。”TI的技术培训包括电源管理专家针对TI培训网站内所有设计的建议和洞察。工程师可以按需选择电源培训教程、现场研讨会、视频、网络研讨会等。此外,TI还计划提供电源设计研讨会中所涉及材料的数字版本。经过数十年的积累,这些内容已经变得非常丰富,同时现场培训所涉及的领域也越来越多元化。我们将通过按需的形式来提供这些内容,如此一来,工程师们便可以在研讨会结束后立刻观看这些高级培训。2.全新的实战电源管理实验室套件近日,TI发布了全新的电源管理实验室套件系列(PMLK),旨在帮助工程专业学生和行业专家们缩小电源理论与实际应用之间的鸿沟。每个实验室套件包括一个评估板以及一本实验室试验书,其中囊括了主要的电源转换拓扑、理论、实例研究和一系列的独特实验,以展示与电源设计和权衡中不同方面相关的挑战。“在大学,我们需要非常完善的课程和培训,以确保工程师们具备正确的背景和专业知识,”TI Kilby实验室的电源管理专家Jeff Morroni说道,“我们所提供的工具使工程师有机会基于TI的产品进行学习。”无论是学校还是业界,电源管理正在成为一个越来越重要的课题。“例如能量采集、电池管理和无人驾驶车辆等所有趋势都需要从多个角度来解决问题,”Dave说,“大学中的交叉功能学习小组在解决这些复杂问题方面变得越来越重要。”TI全新的实验室套件系列可提供针对低功耗、非隔离式DC/DC电源的综合性学习体验,以及针对系统应用的实践学习。在访问了数所大学,并与大学教师讨论了他们的电源课程之后,Jeff认为学习中的动手实践至关重要。“教授们除了教授教科书中的内容外,正在设计与TI电路板有关的课程,”他说,“首次在实验室中使用这些工具让学生和教授都有机会通过操作性很强的交互式方法开展学习,这将让每一个人都获益匪浅。”由于可以很轻松地将这个系列与多种电气工程课程组合在一起,学生和专业人士都可以从中受益。3.大量的辅助设计的工具和资源“电源系统的变化速度是如此之快,我们绝对不能以一种静态的、一成不变的态度去看待它,”Dave说,“我们需要一种辅助的方法来跟上当前的发展节奏。TI为目前和未来的工程师们提供了使用当前技术最先进的工具和硬件平台。”虽然我们有大量的培训资源,我们还提供由电源专家撰写的白皮书、使用说明书和博客等,具体包括:·25000个电源管理产品,工程师可以依照分类轻松查找所需产品·超过1700份用于解决设计需求的使用说明书·1190项电源参考设计·100多部与电源管理设计和创新相关的白皮书·针对电源设计的13 款WEBENCH® 工具·分享电源设计技巧和窍门的博客文章。·每年在不同城市举办的现场电源设计研讨会。4.满足行业发展和客户需要的全新电源研究和技术电源管理是业内每个人都关注的重点领域,因为电子设备在不同领域的应用数量正在持续增长,例如智能手机、汽车和住宅等,而它们的特性与功能也在扩展和延伸。与此同时,电源实际上已经成为提升产品效率、尺寸和性能的瓶颈,Jeff表示。“目前的设备具有越来越多的特性和功能,而这些特性和功能都需要供电才能实现,”他说,“因此,电源管理不仅需要变得越来越小、效率也应该越来越高,用户的操作性也要更加简单。”这是TI为我们的客户提供差别化产品的一个重大机遇,也正是我们在做的事情。日前,TI发布了数款创新型电源管理产品,其中包括LMG3410,一款使用突破性氮化镓 (GaN) 技术打造的高压、驱动器集成式解决方案。相对于传统硅技术,这个功率级将帮助设计人员创造出更小、效率更高、性能更佳的应用。此外,在TI 5月推出的SWIFT™ TPS54A20系列电容器降压转换器能够把电子电源的尺寸缩小20%以上,从而为常见电子系统释放了大量的电路板空间。“这两款产品是差别化电源管理产品的典范,它们将对电源行业产生不可小觑的影响。”Dave说。5.分享电源管理知识的热情TI是世界上最大的模拟IC供应商,我们的电源管理产品覆盖了现有的各种应用和细分市场。正是由于持续的努力,TI拥有大量的电源管理专业知识,并且深信与其他人分享这些知识将能够帮助他们解决问题,同时推动我们的世界不断向前发展。“人类的思维固然强大,而当我们把整个团体的力量都聚集在一起,这种强大是无穷无尽的,”Dave说,“TI的职责之一就是与工程师和学生们分享我们的知识和专业技能,为能源保护创造更加强大的工程环境和更好的终端设备,进而实现节能减排、延长电池使用寿命的目标。”

    时间:2018-10-02 关键词: TI 电源 电源技术解析 电池寿命

  • 锂电池寿命衰降太糟心,充电方式竟是罪魁祸首

    锂电池寿命衰降太糟心,充电方式竟是罪魁祸首

    手机现在已经成为大家的日常生活必需品,想必大家都有体验,随着手机使用时间的增加,手机的待机时间也会变得越来越短,本来一天一充就可以满足使用需求,现在需要每天两充才行,直到最后,一天两充也解决不了问题,这就是我们常说的手机电池不行了,我们一般称之为锂离子电池“寿命衰降”。究竟是什么原因导致了锂离子电池寿命的降低呢?在回答这个问题之前,我们首先要熟悉一个概念,何为锂离子电池的寿命?一般来说,我们将锂离子电池在循环过程中容量下降到初始容量的80%时所经过的循环次数,定义为锂离子电池的寿命。手机是需要经常更换的电子产品,因此一般电池厂家会将手机锂离子电池的寿命设计在500次左右,也就是说如果我们每天为手机充一次电,大概经过一年半左右的时间,我们的手机电池的容量就会下降到初始容量的80%左右,这也就是我们感受到手机的电量越来越不足的原因所在。当然这并不是说让大家尽量不充电、少充电,而是需要科学的、合理的充电,在文章的最后,小编会为大家介绍一些如何为手机充电的小窍门,希望对大家能够有所帮助。【干货】浅谈锂离子电池衰降机理下面我们就来了解以下,为什么锂离子电池在使用的过程中,会发生衰降呢?首先我们必须清楚,在锂离子电池的内部,除了正常的锂离子嵌入和脱嵌正负极的反应,还会存在很多副反应,例如SEI膜的生成和生长,电解液分解,粘结剂分解,正负极活性物质破裂等等因素,都会造成锂离子电池的容量下降。虽然造成锂离子电池衰降的因素很多,但是归结起来可以分为三个大类:1)锂损失,由于锂离子电池是一个封闭系统,内部的物质是恒定的,SEI膜的生成、破坏,负极析锂等都会消耗仅有的Li资源;2)正极活性物质损失,在锂离子电池使用的过程中往往会发生正极材料颗粒破碎,粘结剂分解和正极材料晶体结构改变等因素,这些都会导致一部分正极活性物质失去嵌锂等能力;3)负极活性物质损失,例如负极活性物质脱落,粘结剂分解等因素,都会导致部分负极活性物质颗粒失去与导电网络的导电连接,从而使其无法嵌锂,造成锂离子电池容量损失。近日,英国牛津大学的Christoph R. Birkl提出了利用电池的开路电压对锂离子电池进行检测的方法。锂离子电池的开路电压是正极和负极之间的电势差,反应了锂离子电池的热力学特性,因此能够为我们提供丰富的关于正负极的信息。Christoph R. Birkl利用扣式电池对造成锂离子电池衰降的三种模式对电池开路电压的影响进行了试验验证,发现通过对电池的开路电压曲线的检测,就可以辨别出造成电池衰降的模式。可以说Christoph R. Birkl的工作,为锂离子电池系统的管理作出了突破性的贡献。【干货】浅谈锂离子电池衰降机理Christoph R. Birkl利用从某商业方形电池拆下的电极制作成了扣式电池,并模拟了三种锂离子电池衰降模式:1)锂损失;2)负极活性物质损失;3)正极活性物质损失。为了保证试验的准确性,所有实验电池都需要首先在恒温箱里稳定3h,以达到热平衡。在试验中测得了两种电压,一种是在充放电过程中测得的电压,这也倍称作假电压,假电压可以用来辅助判断锂离子电池的衰降模式。而真正能够对判断锂离子电池衰降模式的是锂离子电池的开路电压。【干货】浅谈锂离子电池衰降机理首先Christoph R. Birkl根据扣式电池极片的面积计算得到了扣式电池的理论容量,然后通过对正极极片进行充电脱锂模拟了不同程度的锂锂离子损失,通过对负极极片进行裁切模拟了负极活性物质损失,对正极极片裁切模拟了正极活性物质损失。为了对试验结果进行分析,Christoph R. Birkl利用柱状图建立了一个物理模型,如上图所示,其中左侧为负极的SoC状态,右侧为正极的SoC状态,上图模型为正常电池的模型,从图上可以看到在正常电池设计中,一般会负极的容量设计的稍微高一些,这一般称作正负极冗余,适当的冗余可以保证锂离子电池循环性能,也能在锂离子电池发生过充的情况下能够容纳足够的锂,确保锂不析出,保证电池的安全性。在该篇中,我们主要介绍了造成锂离子电池衰降的可能原因,以及Christoph R. Birkl根据这些可能的因素,制作的扣式模拟电池,模拟了:1)锂损失;2)正极活性物质损失;3)负极活性物质损失,简介了Christoph R. Birkl建立的锂离子电池的物理模型,在下一篇中我们将介绍如何利用这一物理模型,对导致锂离子电池衰降的不同因素对锂离子电池开路电压的影响进行分析

    时间:2018-09-04 关键词: 锂电池 电源技术解析 电池寿命 充电方式

  • 利用超级电容延长交通运输和移动应用中的电池寿命

    利用超级电容延长交通运输和移动应用中的电池寿命

    电池寿命逐渐成为系统性能和可靠性的最关键因素之一,而超级电容的引入将在两个主要应用领域帮助延长电池寿命。首先,它们能够戏剧性地降低卡车、轿车、轮船和电动发电机等车辆中的电池更换成本。其次,它们能够将智能手机和平板电脑等移动设备的运行时间延长400%.超级电容具有无限次的再充电能力和很高的能量密度,可以在宽温度范围内甚至电池发生故障的情况下为汽车、重型运输车辆、船舶和牵引机车提供有保证的发动机启动功能。在移动电子系统中,超级电容能够在多种不同的应用使用场合控制峰值电流。由于能够更好地控制放电,电池能够更长时间地保持它们的峰值电能,并延长设备的运行时间。研究这两大应用领域的市场需求展示了增加超级电容的好处,但是方式完全不同。发动机启动交通运输领域中最关键的因素是发动机的启动可靠性。铅酸电池每启动一次发动机,距终了寿命就更近一步。点火系统使用超级电容组可以使电池摆脱通常会减少寿命的恶劣发动机启动放电。典型的铅酸电池可以在特定应用中通过使用超级电容延长70%的有用寿命。另外,用超级电容启动发动机可以在更冷的温度下实现更高的可靠性。在货车运输行业,超级电容的使用在多个方面有助于改善日常操作。一般来说,18个车轮的拖挂车和公交车会配置3至4个电池。当其中一个电池失效时,车辆就要求相对昂贵的搭线启动,一次启动的价格高达600美元。另外,电池更换成本约为每个200美元,正因为此,市场研究人员发现货车和公共汽车中的电池偷窃是一个很大的问题。另外,当温度低于零下10华氏度时,铅酸电池的启动可靠性会急剧下降。而超级电容可以将这个范围扩展到零下40华氏度,从而在寒冷气候条件流行的地区进一步提高发动机启动的可靠性。Cooper Bussmann公司开展的市场调查表明,通常在没有电网的建筑场所使用的电动发电机中,60%至80%的发动机故障是由于电池问题引起的。报告还指出,电池偷窃在这里也是一个严重的问题。机车必须能够在所有条件下可靠地工作,以便满足非常严格的火车调度要求。寒冷天气是机车最广泛的工作条件之一,超级电容可以在零下40华氏度帮助发动机启动,而铅酸电池在零下10华氏度就不能可靠工作了。船舶的发动机启动很关键,因为它们工作在无法搭线启动的条件下,而且像风暴或大潮等环境条件要求很高的可靠性。另外,船舶上用于电子设备(探鱼器和导航)的其它电气系统在发动机不运行时将给铅酸电池带来不小的负载。在轿车应用中,排放标准将推动汽车制造商安装启停系统。据预测,到2017年将有40%至70%的新车配备启停系统。要求汽车发动机在空闲周期之后自动停机需要更多的重启次数,这将给铅酸电池带来更大的压力,并缩短它们的寿命。今天,大多数汽车制造商安装第二块电池来保证启停系统的可靠性。超级电容安装方法超级电容可以在所有上述情况下提供诸多好处,它们可以采用以下三种安装方式之一:●直接并联●超级电容启动机●智能启动直接并联方法是将超级电容组安装在电池和发动机电气系统之间。它提供最简单和最低价的方式让超级电容和现有电池一起工作。这种方法的原理图如下:利用上面的直接并联方法,超级电容可以延长电池寿命,并分担系统的大电流负载。但它仍然受内部负载漏电的影响,因此在发动机关闭后如果大灯还亮着的汽车可能仍然会无法启动。在典型工作条件下的电池寿命大概为3至4年。系统中增加超级电容可以显著延长这个电池寿命,做到很少更换,而且能够极大地提高发动机启动的可靠性。超级电容启动机方法设计用于保证发动机的启动,这种方法不容易受内部负载漏电的影响。超级电容直接连接启动机,铅酸电池只给车内其它电气系统供电,如收音机、照明和空调。图2中的原理图展示了超级电容启动机的典型配置。下面两张照片展示了用于重型车辆的超级电容设计。超级电容器上共有3个接线端子,其中一个正极端子只连接启动机,另外一个正极端子连接电池用于充电。这种接线方式可以确保最长的电池寿命,因为铅酸电池不用再承受发动机启动要求的1000安培典型放电电流。智能启动方法能够灵活的用电池或超级电容或同时用两者启动发动机。因为启动机从超级电容接收电量,因此能够在更低的温度下工作。用超级电容启动的温度可以低至零下40华氏度。智能启动设计针对启动和系统功能进行了优化。控制器决定从超级电容那里抽取多少能量,它能提供三种安装方案中最长的电池寿命。启动同样不受内部负载的影响。超级电容与电池的比较图4列出了超级电容规格和电池规格的比较表。这张表中的电池覆盖了多种技术,从最低性能的铅酸电池到更高性能的锂离子电池。超级电容可以显著延长各种车辆的电池寿命,而且它们能够在更宽的温度范围内工作。车辆电子系统可以针对可靠性、成本和灵活性进行优化,进而满足应用领域最迫切的需求,不管它是有18个轮子的拖挂车还是船舶、客车或电动发电机。这些系统的设计师应该选择超级电容来提供长的寿命和高的可靠性。超级电容设计中需要考虑的一个关键参数是ESR性能。对于交通运输需求来说,更低的ESR和长时间的性能意味着更高的可靠性和长期看更低的成本。另外,要仔细考虑重量、成本和温度性能。Cooper-Bussmann公司为发动机启动应用提供种类广泛的超级电容解决方案,从XB系列和XV系列电池到XVM模块。它们设计覆盖交通运输领域中的各种应用,可以根据电气系统要求和电池类型进行选择。

    时间:2018-07-05 关键词: 铅酸电池 电源技术解析 电池寿命 超级电容

  • 讨论DSP系统中延迟电池寿命关键--DC/DC稳压器

    讨论DSP系统中延迟电池寿命关键--DC/DC稳压器

    引言长期以来,MP3播放器、个人媒体播放器、数码相机以及其他便携式消费类应用的设计人员面临的一项挑战是实现产品的高性能和低功耗。这些电池供电系统通常都使用嵌入式数字信号处理器(DSP),当系统处理多媒体应用任务时,DSP能达到最大处理能力,而当系统处于睡眠模式时,DSP具有最小的功耗。电池寿命在手持式产品中是非常重要的指标,产品成功与否与供电系统的效率直接相关。此类系统中的一个关键部件是降压式DC-DC开关稳压器,它能够高效地从较高电压获得较低的供电电压,如从4.5 V获得1V的供电电压。作为稳压器,其必须保持恒定的电压,而且能够对输入电压的变化以及负载电流的变化迅速做出响应。本文将讨论的架构具有优良的稳压性能以及高效率和快速响应的优点。开关稳压器剖析图1示出了ADI公司ADP2102的典型应用电路,这是一款低占空比、3 MHz同步整流降压转换器。ADP2102具有固定输出电压和可调输出电压的多种配置。这里将ADP2102连接成固定输出电压配置,由5.5 V的输入电压产生300mA、0.8 V输出电压。接下来给出输出电压可调的应用示例。图1.使用ADP2102由5.5 V输入产生0.8 V输出这里将简单地解释该电路的工作原理:将DC输出电压的分压与误差放大器中的内部参考源比较,然后将误差放大器的输出与电流采样放大器的输出比较,以驱动单稳态触发器。单稳态触发器在由VOUT/VIN确定的时间周期内处于暂稳态。单稳态触发器使上面的门控晶体管导通,电感L1中的电流逐渐变大。当单稳态触发器的暂稳态结束时,晶体管截止,电感L1中的电流逐渐变小。在由最小关断时间定时器和最小(“谷值”)电流确定的时间间隔之后,单稳态触发器再次被触发。芯片内的单稳态触发定时器使用输入电压前馈,使得稳态时保持恒定的频率。该振荡以不确定的频率(大约为3MHz)持续进行,但是在必要的情况下可以响应线路和负载的瞬态变化而偏离该频率,以便输出电压保持恒定,并且使电感电流的平均值保持在输出负载所需要的电流值。上文描述的方法是相对新颖的。多年来,DC-DC变换的主要方法是恒频峰值电流方法,当该方法在降压式DC-DC转换器中实现时,其还被称为后沿调制。有关该方法的详细描述、对其优缺点的评估以及上文描述的恒定导通时间谷值电流模式转换器,请参考其他技术文章。ADP2012还具有欠压闭锁功能、软启动功能、过热保护功能和短路保护功能,并且具有±1%的反馈精度。该架构能够使主开关的导通时间低至60 ns或更低。图2示出了不同条件下的典型波形。图2a示出了在ILOAD=600mA,电压从VIN=5.5V减小到VOUT=0.8V时的低占空比。如图中所示,在3MHz的开关频率下,可以获得45 ns的最小导通时间。图2b示出了负载电流突增300mA时,负载电流和电感电流波形。图2c示出了负载电流突减300mA时,负载电流和电感电流波形。图2d示出了在占空比为50%时不存在次谐波振荡,而使用峰值电流模式控制时必须在设计时加以考虑。当占空比大于或小于50%时,同样不存在次谐波振荡。图2a. VIN = 5.5 V,VOUT = 0.8 V,最小导通时间=45 ns图2b.突加负载瞬态响应(ILOAD = 300 mA)图2c.突减负载瞬态响应(ILOAD = 300 mA)图2d.占空比= 50%,VIN = 3.3 V,VOUT = 1.8 V,ILOAD = 300 mADSP应用中的动态电压调节在使用DSP的便携式应用中,通常由开关转换器提供DSP的内核电压和I/O电压,这需要使用电池供电应用的高效率DC-DC转换器。提供内核电压的稳压器必须能够基于处理器的时钟速度动态改变电压或者按照软件的指令动态改变电压。另外,整体解决方案的小尺寸也同样重要。这里描述的是,在电池供电的应用中将Blackfin处理器的内部稳压器更换为外部高效率稳压器,以提高系统供电效率。而且,这里还介绍了用于外部稳压器的控制软件。动态电源管理处理器的功耗与工作电压(VCORE)的平方成正比,并且与工作频率(FSW)成正比。因此,降低频率能够使动态功耗线性下降,而降低内核电压可以使动态功耗指数下降。在对功耗敏感的应用中,当DSP仅简单地监视系统活动或者等待外部触发信号时,在保持供电电压不变的情况下改变时钟频率,这对降低功耗是非常有用的。然而,在高性能电池供电的应用中,仅改变频率并不能显著节约电能。Blackfin处理器以及其他的具有高级电源管理功能的DSP可以依次改变内核电压和频率,由此可以在任何情况下均实现最优的电池利用。ADSP-BF53x系列Blackfin处理器中的动态电压的稳压通常是由内部电压控制器和外部MOSFET实现的。该方法的优点在于,可以将单电压(VDDEXT)施加到DSP子系统,从MOSFET得到的所需的内核电压(VDDINT)。通过内部寄存器可以软件控制内核电压,以便于控制MIPS,并且最终控制能耗,由此实现最优的电池寿命。为了完整地实现Blackfin内部稳压方案,需要一个外部MOSFET、肖特基二极管、大电感和多个输出电容器,该解决方案价格相对昂贵,效率却很差,而且占用的PCB板面积是相对较大的,这给系统设计人员带来了很大的矛盾,在集成稳压器中需要使用大电感和电容器,不利于消费者所希望的便携式设备尽可能小型化。该集成稳压控制器的效率是相对较低,通常仅为50%~70%,因此该方法不太适用于高性能手持式电池供电应用。外部稳压通过新型DC-DC开关转换器设计方法,可以将Blackfin集成方法本身的效率提高到90%或更高。而且,在使用外部稳压器时可以减小外部元件的尺寸。还可以使用多种动态电压调整(DVS)控制方案,包括开关电阻器(其在某些情况中可由DAC实现)和脉宽调制(PWM)(其可以实现与内部方法相同的精度)。不论使用哪种方案,其必须能够通过软件控制改变稳压电平。上述稳压控制方法在内部稳压器是集成的,而在外部稳压中必须通过外加器件来实现。本文描述了两种使用ADP2102同步DC-DC转换器调节DSP内核电压的方法,当处理器在低时钟速度下运行时,可动态地将内核电压从1.2 V调节到1.0V.ADP2102高速同步开关转换器在由2.7V~5.5V的电池电压供电时,可以使内核电压低到0.8 V.其恒定导通时间的电流模式控制以及3MHz开关频率提供了优良的动态响应、非常高的效率和出色的源调整率和负载调整率。较高的开关频率允许系统使用超小型多层电感和陶瓷电容器。ADP2102采用3 mm×3 mm LFCSP封装,节约了空间,仅需要三或四个外部元件。而且ADP2102包括完善的功能,诸如各种安全特征,如欠压闭锁、短路保护和过热保护。图3示出了实现DVS的电路。ADSP-BF533 EZ-KIT Lite评估板上的3.3 V电源为降压转换器ADP2102供电,使用外部电阻分压器R1和R2将ADP2102的输出电压设定为1.2 V.DSP的GPIO引脚用于选择所需的内核电压。改变反馈电阻值可以在1.2 V~1.0 V的范围内调节内核电压。通过与R2并联的电阻R3,N沟MOSFET可以修改分压器。相比于R3,IRLML2402的RDSon较小,仅为0.25Ω。3.3 V的GPIO电压用于驱动MOSFET的栅极。为了获得更好的瞬态性能并改善负载调整率,需要加入前馈电容器CFF.图3.使用外部MOSFET和Blackfin PWM控制进行ADP2102的动态电压调整对于双电平开关,一般的应用要求是:DSP内核电压(VOUT1)= 1.2 VDSP内核电压(VOUT2)= 1.0 V输入电压= 3.3 V输出电流= 300 mA使用高阻值的分压电阻可将功率损失降到最低。前馈电容在开关过程中降低栅漏电容的影响。通过使用较小的反馈电阻和较大的前馈电容可以使该暂态过程中引起的过冲或下冲最小,但这是以额外的功耗为代价的。图4示出了输出电流IOUT、输出电压VOUT和控制电压VSEL.VSEL为低电平时,输出电压为1.0 V,VSEL为高电平时,输出电压为1.2 V.图4.通过MOSFET调节下面的反馈电阻器一种较简单的方法可生成用于DVS的两个不同的电压,其使用控制电压VC通过另外的电阻将电流注入到反馈网络中。调节控制电压的占空比可以改变其平均DC电平。因此使用一个控制电压和电阻可以调节输出电压。下面的公式用于计算电阻R2、R3的值以及控制电压幅度电平VC_LOW和VC_HIGH.(1)(2)对于VOUT1 = 1.2 V,VOUT2 = 1.0 V,VFB = 0.8 V,VC_LOW = 3.3 V,VC_HIGH = 0 V,和R1= 49.9 kohm,R2 and R3可以如下计算(3)(4)该方法产生了更加平滑的变换。不同于MOSFET开关方法,能够驱动电阻负载的任何控制电压均可用于该方案,而MOSFET开关方法仅能够用于驱动电容负载的控制信号源。该方法可以适用于任何输出电压组合和输出负载电流。因此,根据需要调整内核电压,便可以降低DSP的功耗。图5示出了使用该电流注入方法的两个输出电压之间的变换。图5.使用控制电压VC进行ADP2102的动态电压调整图6.通过控制电压调节下面的反馈电阻器

    时间:2018-06-28 关键词: DSP 电源技术解析 电池寿命 dc/dc稳压器

  • 不到一年电池就不行了?你这样给手机充电都是错误的

    不到一年电池就不行了?你这样给手机充电都是错误的

    在这个智能手机一天一冲的时代,给手机充电几乎是我们每个人必做的一件事,但是有好多朋友的充电存在着问题,今天小编就给大家介绍几个有损电池寿命的充电习惯。边冲边玩如果条件允许,最好是充电时关机,这对电池是最好的保养。边充电边玩手机,除了伤害手机电池以外,而且对人体也是有害的!选用正规数据线给手机充电一定要选择大厂家生产,有保障的数据线,切勿相信几块钱一条的数据线的品质,虽然你买数据线没花多少钱,但是对电池危害太大了。冲点次数多对手机不好如果充电次数太多,会损害电池寿命!其实这是错误的,锂电池和人类一样,讲究少食多餐,频繁充电其实对电池稍有好处!给手机过度充电有的人给手机充完电后不会及时拔掉充电器,这样会有损电池的寿命,还有一些上班族习惯晚上给手机冲上电,第二天早上在拔掉充电器,这样充电后不及时拔掉电源,会让电池一直维持着满电的状态,这样做会加快电池的损耗速度。

    时间:2018-06-22 关键词: 智能手机 电源技术解析 电池寿命 充电习惯

  • 物联网应用中的电池寿命计算

     从公共汽车站的标牌到联网的复杂工业系统,大部分电子系统的设计方式因互联网而发生了极大的改变。其中,最大的变化或许是引入了收集数据并将信息传递至云端的传感器系统。 这些小型“器件”通常无法连接主电源,这意味着它们必须通过电池或能量采集装置进行供电。 对于许多应用而言,能量采集装置是最可行的解决方案。如果设备设计成较低功耗,而能量采集装置可获取较多能量,则设备有可能实现无限期运行。 然而,由于有限的能源获取或过大的系统能源需求,许多应用不适用该方法。在这种情况下,需要通过电池来为系统供电。 遗憾的是,电池需要不断更换,而更换电池的成本往往比物联网设备的自身成本更高。因此,估算电池寿命至关重要。 影响电池寿命的因素 物联网设备的电池寿命可通过简单的计算来确定:电池容量除以平均放电速率。尽量降低设备使用的能量或增加电池容量将增加电池的使用寿命并降低产品的总体拥有成本。 电池通常是物联网传感器系统的最大组成部分,而工程师可以选择的范围很小。然而,采用大量的处理器、通信技术和软件算法,系统可以通过设计达到所需的使用寿命。 物联网处理器睡眠模式 为物联网应用而设计的处理器提供了各种超低功耗睡眠模式。 以TI CC2650MODA无线微控制器为例。图1显示了设备在不同工作状态下的电流消耗。从关机到主动运行有6个功耗级别。 除非数据采样的频率非常低,否则关闭处理器几乎没有什么好处。而且需要额外的电路和代码来重新启动处理器,徒增成本和复杂性。此外,待机模式的电流消耗小于3μA,电池放电至少需要八年:比许多物联网设备的使用寿命更长,也几乎达到了CR2032电池的保存期限。因此,完全关闭处理器往往无益。 选择适当的待机模式很重要。最低功耗待机模式消耗的电流是最高功耗模式的三分之一左右,但只节省了极少的处理器空间。虽然某些物联网应用需要选择最低功耗的睡眠模式,但是多数应用会选择保留缓存,以减小处理活动模式所需要的周期。 活动模式下的处理工作需调节平衡。图1显示了由于该类型的物联网处理器使用的CMOS技术,功耗会随时钟频率呈线性增加。因此,更快的时钟速度似乎意味着更短的电池寿命,但是由于“基本”电流为1.45mA,所以在较快的时钟速度下运行相同算法需要较短的唤醒时间,意味着放慢时钟并不划算,实际上却缩短了电池寿命。 此外从一种模式切换到另一种模式的唤醒时间也是有限的:例如,CC2650MODA从待机切换到活动模式需要151μs。在48 MHz的最大时钟频率下,需要消耗超过7000个时钟周期的电量,来唤醒处理器。对于仅需要少量代码的应用,在唤醒期间减慢时钟来获取更长的代码执行时间以降低功耗,可以延长电池寿命。同样地,在返回待机模式之前尽量减少唤醒操作次数并执行尽可能多的任务也可以延长电池寿命。 现代物联网设备是非常复杂的产品,集成了许多外设,使单芯片解决方案能够满足不同的需求。然而,通常物联网设备—特别是简单的传感器—并不需要这些复杂的功能。 图2显示了TI CC2650MODA系列中可用外设的功耗。尽管各种设备消耗的电流非常小—仅几十或几百微安的程度—但是禁用这些设备可能会产生重大影响。如果不需要进行串行连接,则可以节省总共318μA。虽然可能看起来不太多,但是这个电流变化会对电池寿命产生重大影响。 物联网通信技术 选择正确的通信技术通常取决于系统要求。电池供电的物联网系统,往往需要使用射频链路。 就无线通信而言,更大的范围或更快的数据传输速率通常需要消耗更多的能量,因此满足这些需求的最低功耗通信技术通常是明智的选择。 而对于物联网传感器,目前有几种主流技术。例如,LoRa技术可以构建覆盖数公里范围的低功耗、远距离广域网(WAN),而低功耗蓝牙(BLE)技术仅能在短距离通信,但是消耗的电量大幅度减少。另一个必须要做的决定是使用片上设备,还是选择单独的芯片来进行通信。 通信接口管理至关重要,因为即使是低功耗通信技术也会很快耗尽电池,并且处理要求通常高于射频阶段。 为了最大限度地利用通信电池的容量,许多物联网系统只有在积累了足够多的数据值得进行传输时才唤醒通信电路。 选择传感器以最大限度延长电池寿命 传感器可以对物联网系统的电池寿命产生重大影响。例如电阻温度检测器和热敏电阻可以随温度改变其电阻。精确度不高的简单应用可以使用分压器,但是高精度系统需要电流源,这需要更多的电量。对于许多应用来说,诸如TI LM35DZ的集成温度传感器是一个很好的解决方案:该设备在室温下精确到±0.25°C,仅消耗60μA。不论选择哪种传感器,都需保证只有在使用它们时才能获取电力。 用于物联网的电池技术 电池选择存在一个问题,许多电池的规格非常有限。除物理尺寸和输出电压之外,通常唯一指定的其他参数就是容量。电池容量显然非常关键,因为它决定了物联网设备可用的总电量。 电池质量对容量有重大影响。简单设定某一型号有可能冒着购入低容量便宜设备的风险。这又会缩短物联网应用的电池寿命,并带来昂贵的电池更换费用。也可能使用了不同化学物质构成的电池:而不同的化学成分会对电池寿命产生巨大的影响。 许多电池随附的简要数据表很容易让人轻信电池是非常简单的设备,电池的容量也是固定的,但事实并不如此。例如,如果负载需要更大电流,则寿命会显著缩短。更重要的是,对于某些应用来说随着温度的下降,电池的容量也会大大缩小。 物联网应用使用脉冲电流。处理器和传感器可以抽取几毫安的短脉冲电流,然后切换到低功耗模式并维持很长时间。使用脉冲电流会导致输出电压下降。图3显示即使2mA的脉冲负载也会使CR2032的输出从3V下降到2.2V左右。 工程师们往往更重视电池的电量存储,而忽视其消耗。然而,物联网应用通常需要以单个电池运行多年,因此保质期非常关键。大部分电池只提供七至八年的保质期。 结论:最大限度延长电池寿命 开发由电池供电的物联网设备需要严谨的工程设计。虽然组件选择很重要,但是糟糕的设计会削弱低功耗处理器的优势。延长电池寿命的关键是确保处理器尽可能地处于低功耗待机模式,并尽可能减少使用无线通信。 在这一背景下,e络盟开发了一款计算器,帮助用户快速、轻松地预测物联网系统的电池寿命(图4)。用户只需输入其处理器、通信设备、传感器和电池的相关参数,以及软件操作的关键细节,该计算器就能预测出物联网设备的电池寿命。

    时间:2017-09-11 关键词: 物联网 电池寿命 大数据

  • 关于手机电池的五大误区

    关于手机电池的五大误区

    手机早已是人类必备的数字工具之一,且使用频率最为频繁,所以其电池寿命也关乎到使用体验。相对其他电子产品来说,手机电池爆炸、起火的新闻最多,当然一方面是因为基数大,但也从一方面反映出人们并不真正了解手机电池工作原理的事实。所以,我们不妨来了解一下手机电池的几大误区,更加安全地使用手机。 误区一:一直插着充电器会损坏电池 很多人认为,整夜充电会损坏手机电池,但实际上并非如此。目前的主流手机配有智能IC,可在充满电后自动停止充电。 误区二:手机没电时才充电 这个理论适用于早期镍氢电池,目前手机标配的锂电池则完全不需要。镍氢电池需要在完全放电后充电是因为其具有记忆效应,而锂电池则不存在这种问题,所以可以随时充电。 误区三:电池会随着充电次数增加而损坏 此前,人们普遍认为锂电池的锂离子会随着充电次数增加失去活力,导致电池寿命殆尽,不过苹果解释称,锂电池的寿命取决于充电周期而非次数。简单来说,比如你将手机充电至50%,用尽后再次充电50%,这才是一个完整的充放周期。 误区四:充电时不要使用手机 虽然曾经有过充电时使用手机导致用户触电身亡的案例,但实际上这并不是手机或是电池技术的问题。会发生这种情况无非是:在水池或浴缸里使用充电中的手机,或是使用了廉价、无保障的山寨充电器。正品手机、充电器都拥有电流保护措施,最大电压也远低于人体承受的最大电压。 误区五:第三方电池和充电器不安全 事实上,这个观点拥有一定道理,但并不绝对。手机厂商都建议用户购买原厂配件,确保不会发生意外。而经过厂商认证的第三方电池、充电器,基本上也是大品牌,很少会发生安全问题。只有那些无品牌、廉价的山寨电池和充电器,才是没有安全保障的。

    时间:2017-07-25 关键词: 手机 电池 电池寿命

  • 电池寿命可达20年!特斯拉宣布电池研究突破

    电池寿命可达20年!特斯拉宣布电池研究突破

    据国外网站报道,在与特斯拉进行新研究合作近一年后,电池研究员杰夫·达恩(Jeff Dahn)开始不断巡回演讲,介绍自己团队最近取得的进展。上周,有媒体报道了他在3月份的国际电池研讨会(International Battery Seminar)上的讲话。本周,他在麻省理工学院向外界介绍了特斯拉在电池使用寿命方面的最新突破。   他对外宣布,自己的团队已经开发出一种电池,能够使特斯拉产品中所用电池的寿命延长一倍,这比原计划提前4年实现。此外,他还详细介绍特斯拉决定与其团队合作的原因,并透露特斯拉招聘了自己的一名毕业研究生。 在题为《为什么特斯拉与一群加拿大人合作?》的演讲中,达恩解释了该团队如何设计出一种测试电池电池的方法,以便在充电和放电过程中准确地监测电池,从而确定电池老化的原因。 正如在3月份的国际电池研讨会上演讲时承认的,达恩声称他还没有充分认识决定电池性能衰减的化学物质。不过,他们开发的设备能帮助他们更准确、快速地测试新的化学物质,从而找到延长电池寿命的方法。 他的一名学生目前在特斯拉内部的电池研究小组工作。另一名学生创办了一家公司,旨在商业化该团队开发的电池测试设备。他们的客户包括特斯拉、苹果、通用汽车、24M,以及很多其他大型电池制造商和消费者。 在演讲的后半段,他解释了新测试方法如何让他们发现一种铝涂层比其他所有材料都更好的过程。这些电池测试结果显示,在常温下,电池性能几乎没有任何衰减,即使在恶劣的环境下性能也很少减退。 当谈及这些发现将如何影响特斯拉的产品时,达恩拒绝公开更多细节。 在演讲后的问答环节。观众提出的第一个问题是,他的团队对于锂离子电池寿命的终极目标。他开始有些犹豫,后来回答道: “我们将(特斯拉)的这个项目送到加拿大自然科学和工程研究委员会(NSERC)申请政府的对等筹款。在对项目进行介绍时,我写的目标是:在相同的上限截止电压下,让特斯拉产品中装备的电池寿命延长一倍。我们在第一轮研究中就已超越该目标。这就是该项目的目标,而且已经被超越了。我们还会继续努力——很明显,我们还有四年的时间。我们将竭尽所能。” 该成果令人印象深刻,尤其是考虑双方的研究合作仅仅是在2016年6月和2017年2月两度启动。 特斯拉和松下在内华达州的Gigafactory 1开始生产新型“2170”型电池仅仅一个月后,达恩就声称,其团队的研究成果已经应用到特斯拉的产品中。这两件事并排必然相关,但时机确实很有趣。 同样应该指出的是,达恩的研究集中在镍锰钴氧化物(NMC)电池。特斯拉将这种电池应用于其固定存储产品(Powerwall和Powerpack),而在Gigafactory 1首批生产的电池就是针对这些产品。 达恩解释说,通过延长这些电池的寿命,特斯拉正在降低其住宅和商业电池项目的每度电的成本。他举例说,根据特斯拉当前电池项目的技术水平,住宅太阳能蓄电池的成本为每千瓦时0.23美元,商用蓄电池成本为每千瓦时0.139美元。 特斯拉也会把镍钴氧化铝(NCA)电池用于其汽车产品。达恩表示,他们正在对此展开研究。据悉,特斯拉和松下正计划在2017年6月份前在Gigafactory 1开始生产汽车用电池,并首先生产Model 3需要装备的电池。 他补充称,考虑到特斯拉在底盘上使用铝,没有理由说汽车和电池的寿命不能持续20年。

    时间:2017-05-12 关键词: 特斯拉 电池寿命 电源资讯

  • 手机配置越来越高 为何使用寿命越来越短

    手机配置越来越高 为何使用寿命越来越短

     进入智能手机时代以后,手机的功能变得越来越丰富、强大,不过却产生了一个奇怪的现象:手机的使用寿命越来越短。要知道在功能机时代,一部手机往往可以用上3-4年、甚至更长时间,但是如今一部手机用了3年都算勤俭人士了。 这究竟是怎么回事呢?难道是现在的手机不经用了?还是有钱人太多?教授认为,手机的使用寿命之所以越来越短,有以下几个原因: 电池老化严重 虽然现在电池容量越来越大,不过性能相比功能机时代并没有进步多少,一般而言,锂电池的寿命一般可以达到500次左右的充放电循环,看起来好像很多的样子,其实在手机依赖程度日益增加的情况下,电池性能很快就能耗光,而且现在几乎所有的手机都采用不可拆卸的电池设计,一旦电池玩完,用户为了省事一般都会直接抛弃手机。 系统卡顿 如今手机里的应用越来越丰富,通讯、购物、游戏、聊天、视频、拍照、阅读……一部手机几乎涵括了我们所有的生活应用。虽然厂商不断地优化系统,但是也耗不过这些应用在数量和容量上爆发式的增长,更何况许多人使用的时候往往会同时打开很多应用,即使退出后应用也会留在后台慢慢消耗手机性能。长期以往,手机变得越来越卡顿,造成用户体验不佳,继而只能抛弃这部手机。 机身和屏幕易碎 随着“看脸”时代的到来,用户对手机的外观设计和触感更加看重,所以越来越多的材质被应用到手机上。廉价感的塑料材质逐渐被弃用,玻璃、金属等新材质相继被派上用场。不过在手机颜值提升的同时,采用玻璃、陶瓷等材质的手机也更加易碎。更麻烦的是,动辄几百块的维修费用让一些用户高喊“修不起”,有些用户宁愿抛弃它转而购买新手机。 操作系统更新 为了应对越来越多的应用,手机的系统越发臃肿和卡顿,所幸有手机厂商不断更新系统。但有一些奇葩的厂商往往会提前停止系统更新,或者厂商倒闭了,这样你手机的操作系统也就不可避免地卡成翔,分分钟让你想砸手机泄愤。 手机迭代加快 现在手机迭代的速度非常快,有些厂商甚至1年可以推出十几部手机,让你看到眼花缭乱。面对一堆配置都很强悍的手机和铺天盖地的广告宣传,你难免不会心动,于是在欲望的驱使下,这个月的信用卡一不小心又被刷爆了,当然去年刚买的手机自然也就被人为淘汰了。 手机价格下降 在功能机时代,相对于如今人们的收入,当时手机的价格比较昂贵,有些手机的价格甚至抵得上一个消费者的月薪。“物以稀为贵”,如此高价买来的手机捧在手心里小心呵护都来不及,怎么舍得那么快丢掉它? 这种勤俭节约的光荣传统随着智能手机的普及而烟消云散。如今各个价位的手机都有,即使你买不起5、6千块的IPhone、三星,还有千元机甚至还有几百元的手机给你玩耍,而且由于技术更新快,一两年前旗舰机的配置很快就能下放到千元机上,这也刺激了消费者的购买欲望,只要兜里有几个钱,想买就买! 如今许多人都是一年换一部手机,教授认为,按照手机正常的使用寿命和外观设计,仅仅使用一年未免有些浪费。当然这也要视手机的品质而言,有些手机虽然很贵但胜在质量过关,即便过了2-3年还是可以正常使用;而有些手机仅仅使用一年出现各种问题。 所以想要充分发挥手机价值的机友,购买手机的时候最好综合考虑各方面的性能、包括外观设计,当然平时的使用习惯也很重要,有时候关闭手机让手机和自己都休息一下,未尝不是一件好事。

    时间:2017-05-05 关键词: 电池寿命 手机配置

  • 贸泽电子开售Maxim MAX17222 nanoPower升压转换器 助力延长可穿戴设备电池寿命

     2017年4月14日 – 专注于新产品引入 (NPI) 并提供极丰富产品类型的业界顶级半导体和电子元件分销商贸泽电子(Mouser Electronics),即日起开始分销Maxim Integrated的MAX17222 nanoPower DC-DC升压转换器。MAX17222的能源效率最高达95%,使热损耗降至最低并实现了超低静态电流,能够帮助高集成可穿戴、健康监控器、物联网 (IoT) 器件及其他互联设计延长电池寿命。 贸泽电子备货的Maxim MAX17222 nanoPower DC-DC升压转换器以0.4 V至5.5 V的输入电压运行,可提供1.8 V至5.0 V的输出电压范围和低至300 nA的超低静态电流。在真关断 (True Shutdown™) 模式下,电流消耗只有0.5 nA,几乎不造成任何电池消耗,从而延长了电池寿命并省去了外部断路开关。转换器的500 mA峰值电流限制让设计人员能够灵活地选择电感类型,其启动后使能瞬态保护 (ETP) 功能会根据负载电流的不同,在输入电压降至400 mV以下时,仍保持稳定的输出电压。 贸泽同时提供配套的Maxim MAX17222评估套件,套件内含两个独立的电路,分别用于评估MAX17222和MAX17225转换器。每个电路都能通过电阻以每步100 mV的幅度,在1.8V至5V的范围内调节输出电压。此外,根据输入/输出电压比值的不同,每个电路的输出电流最高可为100 mA、225 mA或 425 mA 。 贸泽电子拥有丰富的产品线与卓越的客服,通过提供采用先进技术的最新产品来满足设计工程师与采购人员的创新需求。我们库存有全球最广泛的最新半导体及电子元件,为客户的最新设计项目提供支持。Mouser网站Mouser.cn不仅有多种高级搜索工具可帮助用户快速了解产品库存情况,而且网站还在持续更新以不断优化用户体验。此外,Mouser网站还提供数据手册、供应商特定参考设计、应用笔记、技术设计信息和工程用工具等丰富的资料供用户参考。

    时间:2017-04-14 关键词: maxim 电池寿命 可穿戴设备 升压转换器 贸泽电子 nanopower max17222

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