Batería de iones de litio - Carga constante

Tengo un sistema que el 98% del tiempo consume menos de 300mA. El 2% restante consume 550mA. Es un sistema USB y funciona con un PC. He analizado varias opciones para mantenerme dentro del consumo de energía objetivo de 450 mA, pero no pude reducirlo. No puedo correr el riesgo de que el sistema funcione mal debido a un cable más largo o a la alimentación USB mal diseñada de una PC, por lo tanto, estaba pensando en agregar una batería con un IC de ruta de alimentación para que durante el período pico se pueda aumentar la corriente de la batería.

La desventaja de esto es que la batería siempre estará en modo de carga. No tengo idea de lo que esto le haría a la batería. Cualquier idea sería apreciada. Necesito que este producto funcione durante 3 años sin problemas.

¿Cuánto tiempo puede durar la operación de 550mA? Si tarda unos minutos o menos, es posible que esté dentro del alcance de los supercondensadores.
@BrianDrummond menos de 100m seg. Las súper gorras no pueden lidiar con rampas muy rápidas que escuché. Seguro que experimentaré con ECaps antes de dar el paso.
Entonces es más o menos 55mC, o 11mF@5V. Yo diría que ni siquiera es una super capitalización, solo una bastante grande.
@clabacchio ¿cómo calculas esto? No pude hacer esto. Te agradecería si pudieras señalar algo de luz al respecto.
Bueno, 550mA*0.1s=55mC. Luego, C=Q/V pero, por supuesto, como señala Brian, necesita una mayor capacidad para limitar la caída de voltaje. Digamos solo 1V, luego necesita un límite de 55mF. Creo que puedes resolverlo a partir de ahí.

Respuestas (2)

Investigue la ESR (resistencia en serie) de diferentes supercapacitores. Algunos pueden soportar altas corrientes, otros (diseñados para respaldo de memoria) no.

Un capacitor de 1 faradio (¡pequeño para un supercap!) con baja ESR podría suministrar los 100 mA que faltan durante 10 segundos (perdiendo alrededor de un voltio), lo que supera con creces su requisito. Entonces, con un circuito adecuado para limitar la corriente de carga, ciertamente almacenan suficiente energía. Si simplemente puede conectarlo en paralelo con el suministro USB o si necesita algún arreglo de conmutación para suministrar energía adicional, puede depender de sus necesidades de tolerancia de voltaje.

La búsqueda de condensadores 1F en Farnell muestra 27 disponibles con una amplia gama de valores de ESR:
0,5 ohmios a un precio de £ 1,60 (o menos de £ 1 con 10 de descuento)
0,031 ohmios a un precio ridículo, ¡probablemente útil para arrancar motores grandes!
y muchos con ESR de 30 ohmios o más.

Consideraría el primero (0.5 ohm ESR) con una resistencia en serie adecuada para limitar la corriente de carga y un diodo Schottky a través de él (con polarización directa durante la descarga) y preguntaría si algo tan básico como esto cumple con sus requisitos. De lo contrario, un MOSFET a través de la resistencia conmutada por un detector de caídas de voltaje puede brindar una mejor regulación de voltaje, pero con más complejidad y costo.

EDITAR: DISCULPAS: el capacitor resaltado solo tiene una capacidad nominal de 2.5V. La búsqueda adicional muestra uno más caro con una clasificación de 5 V para mantener la simplicidad; alternativamente, un regulador de refuerzo podría generar 5 V a partir de este capacitor cuando lo requiera un detector de caída de voltaje.

Siempre puede usar una histéresis para asegurarse de que solo se cargará cuando el voltaje de la batería esté por debajo de cierto umbral.

Solo necesitaría un comparador de histéresis que impulse un transistor en serie, o incluso mejor, un cargador de batería LiPo.

Estoy usando un cargador seguro. Pero la batería nunca pasará por el ciclo completo de carga/descarga. Siempre rondará los 4,1 V. Me preocupa que esto pueda acortar la vida útil de la batería y que la batería ya no pueda mantener la carga.
@TGG Lo que quise decir fue usar el comparador para encender y apagar el cargador (que sabía que estabas usando :)). Puede hacer que la batería oscile entre, por ejemplo, 3,5 y 4 V, lo que lo hace mucho menos frecuente. De todos modos, es recomendable mantener el voltaje de la batería lo más posible en la mitad del rango (alrededor de 3.7V) para maximizar su vida útil.
Veo. Esta puede ser una opción viable. ¿Tiene un esquema de muestra de cómo puedo resolver esto?
Además, lo que pasa es que no hago lo que sugieres. ¿Simplemente pegar la batería y dejar que se cargue al 100 % todo el tiempo?
@TGG bueno, tengo una idea en mente, pero ver qué cargador usa y cuánto tiempo su sistema consume 550 mA ayudaría a obtener una mejor vista. A las baterías de litio no les gusta estar con voltajes altos durante mucho tiempo y se desgastan más rápido. No sé exactamente por qué, pero se recomienda mantenerlos en ese, digamos, rango de 20% a 80%.
Estoy pensando en usar BQ24195 (o alguna forma de este) y 100mseg de 550mA.
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