تأثير تسرب البطارية الحالية على التحمل

- Nov 09, 2018-

يمكن أن تتأثر عمر البطارية للساعة الذكية بالعديد من العوامل ، مثل سعة البطارية واستهلاك الطاقة لمكونات ثنائي الفينيل متعدد الكلور وعادات استخدام المستخدم. من بين جميع هذه العوامل ، تلعب قدرة البطارية دوراً حاسماً بلا شك. عادة ، تكون سعة البطارية متناسبة مع الحجم المادي لحزمة البطارية ، ويقتصر الحجم الصغير للساعة الذكية على حجم بطاريتها الداخلية. في الوقت الحالي ، تتراوح سعة البطارية للعديد من الساعات الذكية السائدة في السوق بين 130mAh و 410mAh ، ويتراوح وقت التشغيل من أقل من يوم إلى عدة أيام. بالنسبة للأجهزة الأخرى القابلة للارتداء مثل الأساور الذكية ، وسماعات البلوتوث ، والنظارات الذكية والمجوهرات الذكية ، فإن سعة البطارية أصغر ، مما يجعل كل ميليام (mAH) من الكهرباء مهمًا جدًا أثناء تشغيل البطارية. .


غالباً ما يكون تيار فصل تيار الشحن وشحن البطارية هما المعلمتين الرئيسيتين اللتين تؤثران على سعة البطارية ووقت التشغيل ، وهذا التأثير أكثر وضوحًا للبطاريات الصغيرة.


لتوضيح أهمية تسرب البطارية ، نفترض أن سوارًا ذكيًا يحتوي على بطارية سعة 50 مللي أمبير في الساعة. من الناحية المثالية ، لا تستهلك البطارية IC أي تيار ، ويمكنها الحفاظ على السوار لمدة 30 يومًا. ومع ذلك ، إذا تمت إضافة مستويات مختلفة من تيار تسرب البطارية إلى هذا الطراز ، فإن قدرة البطارية على التحمل ستتأثر بسعات مختلفة. كما هو مبين في الشكل 1 ، عندما يكون تيار التسرب هو 75nA ، فإن قدرة البطارية على التحمل لم تتغير ، ويمكن أن تستمر لمدة 30 يومًا. ومع ذلك ، عند زيادة تيار التسرب إلى 5 μA ، يتم تقليل عمر البطارية بمقدار يومين. وعلى سبيل المقارنة ، عندما يكون تيار التسرب 10μA ، يتم تقليل عمر البطارية بمقدار 4 أيام. عندما يصل تيار التسرب إلى 20 درجة مئوية ، فإن البطارية IC تستهلك 25٪ من سعة البطارية ، مما يقلل عمر البطارية لمدة أسبوع. من الواضح ، كلما كانت سعة البطارية أصغر ، كلما زاد تأثير تسرب التيار على قدرة البطارية على التحمل.


لذا ، كيف يؤثر إنهاء التيار على عمر البطارية؟ توضح مجموعة البيانات في الشكل 2 دورتي شحن لبطارية بسعة 41 مللي أمبير في الساعة. أثناء هاتين المرحلتين للشحن ، تيار الشحن هو تيار شحن سريع 40mA ، لكن تيار الإنهاء مختلف. يمثل الخط الأخضر في الشكل دورة شحن بتيار شحن انتهى 4 ميلي أمبير ، ونسبة إنهاء لشحنة تبلغ 10٪ ، ووقت شحن قدره 97 دقيقة. يمثل الخط الأحمر الحالة عندما يكون تيار الإنهاء 1 ميلي أمبير ، ويصل زمن الشحن الإجمالي إلى 146 دقيقة. في الحالة الثانية ، يكون زمن الشحن أطول بـ 50 دقيقة ، ويتم زيادة طاقة البطارية بمقدار 2 مللي أمبير ، أي حوالي 5٪ من إجمالي طاقة البطارية. هل من المعقول الحصول على 5٪ من الكهرباء خلال 50 دقيقة؟ اعلم أن زيادة الطاقة بنسبة 5٪ يمكن أن تجعل الساعة الذكية تعمل لساعتين إضافيتين.


لذلك ، كلما كانت البطارية أصغر ، كلما كان الأمر أكثر أهمية هو إنهاء التحكم. بالنسبة للبطارية التي تبلغ سعتها 20 مللي أمبير في الساعة ، إذا لم يكن التحكم في تيار الإنهاء أقل من 5 مللي أمبير ، فقد تم فقدان 10٪ من طاقة البطارية قبل البدء في استخدام البطارية.


حاليًا ، يتم استخدام العديد من حلول الشاحن مثل Texas Instruments (bQ24040 و bq24232) على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من تطبيقات الطاقة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، من أجل تلبية الاحتياجات الخاصة للتطبيقات القابلة للارتداء ، أدخلت TI أيضًا سلسلة شاحن bq2510x ، التي لديها تيار تسرب للبطارية لا يقل عن 75nA ، ويمكنها التحكم بدقة في تيار الإنهاء إلى 1mA.


مع حجم العبوة الذي يبلغ 0.9 مم × 1.6 مم فقط ، تعتبر سلسلة Bq2510x مثالية للتطبيقات ذات الحجم المنخفض ، منخفضة الطاقة.