Интеграция аккумулятора и зарядного устройства с моим проектом - я никогда не хочу извлекать аккумуляторы из этого устройства для зарядки, как мне это сделать?

(Раньше я проектировал и создавал электронику - Hi-Fi, автоматизацию, цифровые системы, включая контроллеры на базе процессора, - поэтому я хорошо разбираюсь в основах. Я просто перестал работать в этой области около 15 лет назад, поэтому мои знания из того, что в настоящее время доступно с точки зрения компонентов, довольно туманно.)

Устройство является контроллером для научного прибора. Извлекать батареи для зарядки время от времени будет громоздко. Кроме того, я хочу плавный переход между батареями и переменным током (ну, не сам по себе переменный ток, а внешний постоянный ток при более высоком напряжении).

Аккумулятор должен быть 12 В или немного выше. С точки зрения того, сколько энергии ему нужно хранить, должно хватить чего-то вроде маленькой батареи ноутбука.

Итак, в принципе, мне нужно интегрировать схему зарядки аккумулятора с устройством. Аккумулятор не будет (легко) съемным. Устройство предоставит порт для внешнего источника постоянного тока для зарядки. Переключение между внутренней батареей и внешним DC должно быть плавным. Он должен автоматически выполнять все хлопоты, связанные с зарядкой аккумулятора (регулировать ток, прекращать зарядку при полной зарядке, останавливать устройство при полной разрядке и отсутствие внешнего источника постоянного тока и т. Д.). Указывать текущий уровень заряда было бы неплохо.

Какие-либо предложения?

Я почти уверен, что смогу использовать настоящую батарею для ноутбука, просто не знаю, как ее подключить.

Могу ли я использовать 4 x LiPo или 4 x 18650 элементов в серии? Мне бы пришлось использовать какое-то зарядное устройство / контроллер батареи, я почти уверен, что такая вещь уже существует, я просто не знаю, где ее искать. Я знаю, что эти элементы привередливы.

Любая помощь будет оценена, спасибо.

Аккумулятор ноутбука может быть хорошим выбором, если литий-ионные характеристики вас устраивают. Они могут иметь 2, 3 или 4 ячейки в серии. Некоторые предоставляют доступ ко всем точкам подключения сотовой связи, некоторые - нет. Те, которые не могут иметь внутренний контроллер для поддержания баланса клеток.

Если это одноразовое приложение или приложение с низким уровнем громкости, вы можете захотеть использовать то, что использует соответствующий ноутбук. Если это для большого объема использования, то Digikey и другие продают ряд подходящих микросхем. Альтернативой является использование меньшего количества ячеек и повышающий преобразователь. Для планшетов / телефонов / кпк / ... доступно множество одноэлементных аккумуляторов LiPo. Для камер доступно множество 2-элементных батарей. Они, как правило, дороже на единицу емкости, если вы не покупаете вторичные батареи. Преимущество батареи для фотокамеры заключается в том, что обычно имеются недорогие дополнительные зарядные устройства, предназначенные для конкретного типа батареи камеры и выполняющие достаточно хорошую работу по зарядке батареи. Цена таких зарядных устройств часто бывает достаточно низкой, чтобы встраивание коммерческого зарядного устройства в продукт могло бы быть привлекательным.

Если вы хотите минимум 12 В, вам понадобится 4 литий-ионных элемента - минимум около 12 В (по вашему выбору) и чуть менее 17 В полностью заряженных.

Возможной альтернативой являются герметичные свинцово-кислотные клетки. Дешевле в расчете на емкость, но при этом снижается плотность массы и объема энергии и сокращается срок службы при глубоком разряде.

LiFePO4 (литий-феррофосфат) имеет более низкое напряжение на элемент, чем LiIon, и более низкую плотность энергии, но потенциально намного больший срок службы цикла. Долгосрочный LiFePO4 предлагает наилучший цикл, но начальная цена высока.

NiMH - не рекомендуется.

Добавлено:

Флорин прокомментировал:

Поскольку на данном этапе мне не нужно много энергии, запасаемой в аккумуляторе, идея схемы с одним литиевым элементом + бустер звучит очень привлекательно, тем более что я легко могу найти вспомогательный модуль, который выполняет зарядку и одновременно подает постоянный ток на мое устройство. , Конечно, теперь я должен найти подходящий усилитель; в идеале что-то, основанное на IC с несколькими компонентами Требования к объему довольно скудны. Мне нужно построить два, один для 5V и другой для 12V.

Эта микросхема будет обеспечивать до 80 мА при 18 В (100 мА + при 12 В) или до 280 мА при 5 В от одной ячейки LiIon или LiFePO4. В наличии на Digikey за ~ $ 2/1.

TI / NatSemi LM4510 Синхронный повышающий DC / DC преобразователь с полной изоляцией

Эффективность «в порядке» во всем диапазоне нагрузок.

И схема предлагает терпимый уровень сложности.

Доступен оценочный комплект, чья печатная плата дает хорошие указатели для правильной компоновки:

Один литий-ионный или LiFePO4 элемент будет питать это хорошо. Последний имеет более низкую плотность энергии, но имеет преимущество в более длинном цикле и, как правило, в лучшей манере за столом. Литий-ионная батарея 18650 (используемая в большинстве аккумуляторов для ноутбуков) будет давать около 7–9 Втч, когда она новая, или, скажем, 6 Втч после ускоренного преобразования. Ячейка LiFePO4 18650 дает около 50% энергии, содержащейся в стандартной ячейке Li-ion. Скажите от 3,5 до 4 Вт часов.