Pensamiento de diseño del cargador solar de batería de litio

El problema de carga de la batería de iones de litio ha sido plagado por los usuarios de baterías de litio. La forma en que la carga puede ser conveniente para las personas también es un dolor de cabeza para los fabricantes de baterías de litio. No se preocupe por eso hoy, porque hemos encontrado una forma de cargar la energía solar que es a la vez ecológica y conveniente. Hoy en día, los fabricantes de baterías de litio comparten las ideas de diseño para cargadores solares de baterías de litio:

Maximo poder punto

El punto de máxima potencia (MPP) es el área de trabajo de la célula solar que puede obtener la máxima potencia [1]. El gráfico de la Figura 1 muestra el área. El gráfico muestra la relación entre la corriente de salida típica y la potencia de salida y la curva de voltaje del panel solar dual MPP. El MPP en la curva es obvio porque corresponde al voltaje y la corriente de la potencia máxima de salida del panel solar. El MPP está relacionado con la temperatura ambiente y la luz, por lo que cambia con el tiempo. Esto muestra que los cargadores que utilizan fuentes de energía solar deben tener circuitos apropiados para rastrear continuamente el MPP. Soluciones MPPT a medida que cambian las condiciones ambientales. Incluyendo tecnología simple de circuito abierto (voltaje del panel mantenido a voltaje de circuito fijo) y tecnología compleja de microcontroladores (midiendo la potencia de entrada y salida, y luego ajustando correctamente el voltaje del panel).

Protección contra fugas inversas

La fuga inversa es un fenómeno en el que la carga almacenada en la batería se pierde y regresa a la fuente de alimentación. Cuando el voltaje de la batería es más alto que el de la fuente de alimentación, se produce una fuga inversa. Cuando esto sucede, la fuente de alimentación se convierte en la carga de la batería y ya no carga la batería. Este estado no aparece cuando se utilizan adaptadores de alimentación de pared o fuentes de alimentación USB porque la salida de voltaje de estas dos fuentes de alimentación siempre permanece por encima del voltaje de la fuente de alimentación de iones de litio. Cuando se utilizan paneles solares, el voltaje de los paneles solares se reducirá por debajo del voltaje de la batería en ausencia de luz. La figura 2A muestra un diagrama esquemático de un cargador de energía USB conectado a una batería. Cuando el interruptor S1 está apagado, la energía se desconecta de la batería y la batería no tiene corriente. Cuando se utilizan paneles solares, si se utiliza el mismo diseño, el diodo de conmutación se enciende si el voltaje del panel solar cae por debajo del voltaje de la batería. Una forma común de resolver este problema es usar un interruptor de espalda con espalda

Terminación de cargo

En la fase de presión preestablecida, la batería se carga con una corriente constante de 0.1 C (generalmente) para aumentar lentamente el voltaje de la batería a aproximadamente 2.5 V. Esta fase solo se usa para baterías de descarga profunda. Una vez que el voltaje de la batería sube a ~ 2.5 V o más, se usa una corriente constante para cargar la batería. Durante la fase de carga de corriente constante, la batería se carga con una corriente constante de 1C (generalmente) hasta que el voltaje de la batería alcanza ~ 4,2 V.Una vez que el voltaje de la batería alcanza ~ 4,2 V, la batería se carga con un voltaje constante de 4,2 V. En esta etapa, es necesario monitorear la corriente que ingresa a la batería. Cuando la corriente de la batería desciende a 0,1 C, la carga termina. Durante la fase de carga de voltaje constante, la corriente que ingresa a la batería disminuirá porque la impedancia de la batería aumenta cuando la batería está llena. Una vez que la corriente se reduce por debajo de 0,1 C, la potencia de carga debe desconectarse por completo de la fuente de alimentación. Si no se desconecta por completo, se producirá un recubrimiento de litio, lo que hará que la batería sea inestable y peligrosa. Debemos detener la carga de la batería de iones de litio de acuerdo con la corriente que ingresa a la fuente de alimentación para asegurarnos de que la batería se llene a su máxima potencia.

Protección contra choques del panel solar

En algunos cargadores tradicionales, conocemos de antemano la corriente y el voltaje de la fuente de alimentación. Por lo tanto, el circuito del cargador está especialmente diseñado para funcionar dentro del rango especificado de fuente de alimentación. Cuando se utilizan paneles solares, el tamaño actual y el voltaje de circuito abierto son dinámicos, dependiendo del entorno circundante. Por lo tanto, diseñar un lazo de control para un cargador solar es más desafiante que un adaptador de corriente en la pared.

Los sistemas que utilizan energía solar para cargar baterías de iones de litio están tratando de mantener el proceso de recarga de las baterías de iones de litio sin provocar el colapso accidental de los paneles solares. Porque si el voltaje del panel solar cae bruscamente, no podrá obtener electricidad útil del panel solar. Existe una mayor probabilidad de que los paneles solares colapsen durante la fase de carga de corriente constante. En esta etapa, es posible que los paneles solares no proporcionen la corriente necesaria para cargar la batería. Cuando esto sucede, el voltaje del panel solar comienza a colapsar rápidamente. Por lo tanto, el cargador debe ser capaz de detectar una rápida disminución en el voltaje del panel solar y reducir inmediatamente la corriente obtenida del panel solar para evitar que el panel solar colapse.

El cargador solar puede proporcionar un método de carga móvil y ecológico para baterías de iones de litio. Al diseñar un cargador solar, existen muchos problemas que no se pueden encontrar al diseñar un cargador adaptador de corriente en la pared. Si los diseñadores usan su cerebro, pueden diseñar cargadores que pueden usar adaptadores de energía solar, USB y de pared para ingresar la carga perfecta para las baterías de iones de litio.

Los fabricantes de baterías de litio han estado buscando una forma muy conveniente para los usuarios de baterías de litio, ¡pero también esperan que los usuarios nos brinden valiosos consejos!

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