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【动手做个移动电源】6 充电管理(2)——锂电池选型

 戴维图书馆 2013-07-09

上一节扯了一些有的没的,自己觉得很没劲,所以写出来非常没有味道,这一节就说一下对于普通DIY爱好者选什么样的电池合适。

       之前有说到,普通的DIY人员是很难单独买到手机等移动设备现在常用的锂聚合物电池电池(能效比更高,温度范围更宽)的,那对于我们来说,既然要做一个移动电源,不可能用之前淘汰下来的1000mAH的电池去堆,那样能效比太低了,基本做出来没有任何意义。于是,在正规网站上搜索了一下,终于发现现在用在强光手电上的锂电池很好买(现在市面上大部分移动电源都用的是这种锂电芯),这种锂电池有个通用代号叫18650,淘宝上一搜一大堆,主要用在强光手电上,圆柱体,相对体积可以做的比较大,所以容量比较高。早期的该类电池是磷酸锂铁材料(印象中),充电点性能和寿命比常用的锂聚合物电芯要差一些,现在有升级到锂电解质,寿命和充放电性能有所提升。因其容量可以做的比较大,而且封装工艺和内部材料的特点,被广泛应用,性价比非常高,对于移动电源这样的场合非常合适。在京东商城搜索了一下,发现有好几个容量较大的锂电池,比如

 

5000mah.jpg4000mah锂电池.jpg6-3-带保护板-2600ma**片.jpg6-4-两节.jpg

      如上,大概就清楚了,这种用来做电芯恰好合适,基本算一下,普通不带保护板的大概3000mAH的就在30元左右,而这个号称5000mAH的仅需36元~处于DIY的成本考虑,电路保护板我们是可以自己搭的,充电电路等各种电路都自己搭的话,还是选大容量性价比高的,所以我这里就以PALIGHT 26650为基准做一个20000mAH的移动电源。因为该锂电池是选择的应用于强光手电筒领域的,是面向消费者的,我并不清楚这个电池的资料,所以我们先从商品信息看一下器件的一些特性。

a) 特性1

 

6-5-特性1.jpg

       先不看第一句比较吹的日本进口电芯(这种技术的电池现在国产的比较多~),这里标称超低内阻,反复充放电648次,这两句话可以认为该电池内阻比较低,所以充放电速度比较快,按照我现在的充电方案,最高做到2.5A(一般厂家标称的都会留余量,所以可以放心的将电流用到2.5A),而单节电池的容量为5000mAH,我们用最保守的充放电电流0.5C来计算,恰好就是2.5A的电流,同时考虑到通路上会存在一些串联的MOS管(30*3mΩ左右内阻),实际的充电电流可能在2A左右,当然,前提是你的适配器能提供2A的电流。现在的适配器一般都最大只能提供到5V2A的电流,考虑到这一点还有充电芯片这个DCDC器件本身的损耗,我们还是采用1.9A的充电电流。

       写到这里的时候,又想起前段时间网友的邮件,说如果我想换不同容量的电池,但是充电电流太大不会是非常危险么,所以,按照0.5*电池容量的计算公式,比如你用4个3000mAH的电池并联,充放电电流是按照单电芯(电池在并联情况下因为内阻不一致,充放电电流不一致)来计算的也就是电流要调整到0.5*3000mAH=1.5A,后面我再针对原理图,然后对应不同容量的电芯组合给一个详细修改列表,方便大家DIY。

b) 特性2

 

6-6-特性2.jpg

       这里就和上面特性1中分析的比较吻合了,该处标定的最强电流约为3A,也就是0.6C,说明该电芯内材质还是比较早的,现在的锂聚合物一般能做到0.9C的样子。我们用1.9A的最大电流来充电的话,20000mAH的4节并联基本可以在11个小时充满。对外充电时,考虑到电池升压到5V输出的效率(手机等输入接口都是5V)在90%,有效输出容量大概在18000mAH,给一个3000mAH电池的手机充电的时候,还要考虑到90%的充电损耗,有效容量降低为16200mAH,可以给3000mAH的电池充电5次,给苹果这样的1500mAH的充电10次~
        电压值在3.7~4.2V,也就是这个电压区间属于5000mAH的典型区间,建议将关机电压(需要充电的电压)设置在3.73V左右,这样,低于该值自动关机同时关闭输出,只有当插上适配器充电到4V后才能开启输出。

c) 特性3

 

6-6-特性3.jpg

        这个看起来封装还好,因为手上没有详细的尺寸,还是准备买回来后实测一下,应该问题不大。

 

        PS:上面也有看到,带保护板的电池更贵,我们的DIY一定要做高质量的,所以,温度保护,过流过压保护是必不可少的~下一节先讲一下锂电池内部集成的保护电路是怎么做的吧,这样,我们外围加单独对电池的一个保护,整机电路板上再加整个的一个保护,安全点总没错~这样,电路板+电池的体积,整个移动电源做出来可能有些大~这个还是看实际尺寸我再去选个外壳看看~

标签:   单片机   嵌入式   51   diy   移动电源   dcdc   限流  

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