中电池特性分析及设计方案分享

大家好，小科来为大家解答以上问题。中电池特性分析及设计方案分享这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1、帖子中讨论的其他部分：TPS63802

2、作者：郭贝蒂

3、现在，越来越多的智能传感器被添加到智能楼宇自动化中，例如智能猫眼、门铃、便携式摄像头和烟雾探测器。

4、这些产品通常由电池供电，如常见的18650锂电池和AA干电池。

5、那么，在电池供电的产品中，如何设计合理的供电方案或者如何延长电池的使用寿命是关键问题。

6、文章将首先分析常用电池的特点，然后以可视门铃为例提供技术设计方案。

7、1.不同电池的特性分析

8、在产品中，常用的电池类型主要是干电池和锂电池。

9、锂电池分为18650圆柱电池、锂聚合物、镍氢电池等。

10、由于电池电压会随着电池的使用而降低，这就对后期电路设计提出了要求。

11、以下是这三种锂电池的特点：

12、电池类型18650圆柱形电池锂聚合物镍氢电池

13、特点-高能量密度。

14、-工作电压平台高。

15、-长循环寿命。

16、-自放电小-重量友好，体积薄，容量密度高。

17、-良好的充电和放电特性。

18、-没有记忆效应

19、-低成本

20、-良好的快速充电特性。

21、-寿命长，无记忆效应

22、-宽工作温度范围

23、无论什么类型的锂电池，其放电特性和功率曲线基本相同。

24、图1是锂电池在不同放电速率下电压与功率的关系曲线。

25、图1不同放电速率下锂电池电压与功率的关系

26、从图1可以看出，电池电压与电量的关系随着放电速率的不同而不同，也与工作温度有关。

27、因此，不可能根据电池的电压来判断电池是否有电。

28、正常情况下，当锂电池电压降至3V时，电池基本没有剩余电量。此时，即使使用升压芯片，也无法为负载提供足够的能量。

29、同时，下图2显示了不同负载下电池电压与功率的关系。

30、在不同的负载条件下，相同的电池电压下，电池剩余电量会有很大的差距。

31、SOC(充电状态)是锂电池中可用电能的状态，通常用百分比表示。

32、相对充电状态的范围为0%-100%，电池充满电时为100%，完全放电时为0%。

33、负载分为脉冲电流和连续电流。在脉冲电流和持续电流放电的情况下，电池的放电曲线会有所不同。比如MCU、Sub-1G负载启动时会产生脉冲电流，LED产生持续电流等。

34、图2不同负载下电池电压与功率的关系

35、另一种广泛使用的电池是纽扣电池和干电池。

36、普通碱性扣式电池的标称电压为1.5V，锂的扣式电池为3 V，干电池的工作电压为0.7V~1.5V，当电池放电至0.7V以下时，将无法正常工作。

37、同时，其恒流放电曲线也与外界环境因素有关。

38、从上面两张图可以看出，以3V系统为例，对于纽扣电池，当电池电压降至2.5V时，电池仍有系统可用的剩余电量。

39、但由于电池电压太低，无法提供足够的电压，为了进一步延长电池的使用寿命，需要升压2.5V，以满足系统的工作水平。

40、2.电源设计和应用示例

41、考虑到目前电池供电的产品中，通常采用无线数据传输，如WIFI蓝牙。

42、如上所述，当通信设备瞬间启动时，大的启动电流(通常是1A~2A)会瞬间拉低电池电压。

43、当电池电压过低时，后面的电源芯片进入UVLO，系统停止工作。

44、结合以上对电池电压和电量应用的分析，在设计电源时可以采用升降压芯片来满足常见的应用。

45、结合电池低功耗的需求，需要低静态电流的IC，通常为nA /uA级别。

46、WIFI/BLE结合，包括扬声器和LED，会需要很大的工作电流，一般在1A~2A左右。

47、TPS63802，一款具有低Iq和2A输出的升降压芯片

48、TPS63802是一款静态电流为11uA 2A的升降压芯片，输入电压范围为1.3V~5.5V，可以覆盖产品的大部分应用，帮助用户进一步缩小设计体积。

49、根据TI的参考设计，整体设计尺寸可以缩小到~ 28 mm，详情请参考TI官网，TPS63802技术资料。

50、支票

本文到此结束，希望对大家有所帮助。