Wie wird ein Widget mit Strom versorgt, während der Li-Ion-Akku aufgeladen wird?

Ich brauche eine Möglichkeit, eine 3,7-V-Li-Ionen-Zelle (wahrscheinlich vom Typ 18650) über einen 4,5-V-20-V-Eingang aufzuladen. Das ist kein Problem, es gibt viele (schaltende) Ladegeräte mit dieser Reichweite.

Meine Schwierigkeit ergibt sich jedoch aus der zweiten Anforderung. Das Widget muss in der Lage sein, während des Ladevorgangs durchschnittlich 250 mA mit 500 mA Spitzenlast zu arbeiten, wenn die Motoren in Betrieb sind.

Während es sich im Prinzip so anhört, als ob ich nur Strom aus dem Akku ziehen müsste, würde dies den Ladevorgang stören, da der gemessene Strom sich von dem unterscheidet, den der Akku tatsächlich zieht. In der Konstantstromphase (~ 90% der Ladeprozesszeit) würde der sich plötzlich ändernde Strom die Ladespannung ändern. Dies wäre wahrscheinlich nicht zu gesund für die Batterie. Es ist auch wahrscheinlich, dass der C / 10-Cutoff gestört wird.

Was wäre der beste Weg, um dieses Problem zu lösen?

Ich dachte darüber nach, zwei ICs zu verwenden. Eine, um den Akku und einen Abwärtswandler aufzuladen, um die Elektronik mit ~ 4,5 V zu betreiben, aber dies nimmt Platz in Anspruch und erhöht die Kosten des Widgets. Deshalb würde ich es lieber anders machen.

Ich habe in letzter Zeit über diese Anforderung nachgedacht.

Solange Sie den Strom von Vin zu Last vom Batteriestrom getrennt halten, sollten Sie nur minimale Probleme haben. Wenn der Strom von Vin zu Batterie und dann von Batterie zu Laden fließt, muss das System zusätzliche Arbeit leisten, um Iin ignorieren zu können.

dh die richtige Batterieladung muss in der Lage sein, mit dem Nettobatteriestrom während des Ladevorgangs umzugehen. Solange Sie es ermöglichen, den Batteriestrom während des Ladevorgangs zu verwalten, ist alles in Ordnung. Auf diese Weise (Digramm unten) sieht der Batterie-Controller nicht, was die externe Quelle tut.

• Iin -> Regler -> Batterie -> Batteriecontroller -> Laden x

ABER wenn in direkt geladen wird und die Batterie sich unabhängig zum Laden verbindet, wird alles partitioniert.

• Iin -> Regler ->
  Batterie laden - Batteriecontroller - Laden

In der Praxis kann dies so einfach sein, dass die Last auf die Ladeseite der Batteriestrommessung gelegt wird. Die Strommessung erkennt dann den tatsächlichen Batteriestrom (rein oder raus) und "kennt" den tatsächlichen Laststrom nicht.

SO

Wenn die externe Versorgung das Widget direkt bedienen kann, wird es ohne Beteiligung der Batterie ausgeführt. Wenn dies nicht der Fall ist (z. B. 100 mA Ladung, 300 mA Last), wird der Batteriestrom entnommen, um den Unterschied auszugleichen.

Das Ende der Konstantstromphase wird ausgelöst, wenn die Batteriespannung Vmaxchg * = (normalerweise 4,2 V / Zelle) erreicht. Diese Spannung kann durch den verfügbaren Ladestrom leicht beeinflusst werden, ist aber nicht sehr groß. [[Hinweis: Die Ladung in% während der Konstantstromphase beträgt normalerweise weniger als 90%]]. Das Ende der CC-Phase wird daher durch die Ausführung des Widgets nicht wesentlich beeinflusst.

Das Ende der CV-Phasen (Konstantspannungsphasen) tritt auf, wenn Ichg auf einige% von Imax tropft.
Wenn die externe Versorgung Widget plus Ichg_current nicht direkt unterstützen kann, wird Ichg verringert und der Ladevorgang möglicherweise abgebrochen. Sie können entweder die Beendigung des Ladevorgangs während der Laufzeit des Widgets deaktivieren oder einen falschen Stromwert in die Abschlusssteuerschaltung einfügen, damit es so aussieht, als ob Ichg stabil ist, wenn das Widget ausgeführt wird. Einfacher als gedacht :-).

Die Feinabstimmung der scheinbaren Laderate schadet nicht, da der Akku in diesen Zeiträumen nicht aufgeladen wird (und der Normalbetrieb davon ausgeht, dass der Widegt nicht mehr funktioniert).