Як створити пристрій для автоматичного переходу на резервну батарею?

Мені сказали, що багато видів акумуляторів працюють найкраще, якщо вони використовуються до повного злиття, а потім заряджання.

(Edit: «ефект пам'яті міф» досить широко поширена Батарейки працюють так само добре , якщо вони «доливати» кожен раз .. )

Зараз я конструюю пристрої звичайним способом: намагайтеся використовувати живлення акумулятора якомога довше, а тоді, коли немає живлення, це не працює.

Якщо був якийсь простий спосіб реалізації наступного, я можу використовувати його відтепер:

• Дві незалежні батареї (або більше)
• Після того, як ви почнете використовувати один акумулятор, продовжуйте користуватися ним, поки він повністю не злився до досягнення рекомендованого виробником мінімального напруги .
• Коли акумулятор "у користуванні" повністю загине, перейдіть до використання наступного акумулятора. Імовірно, ви використовуєте якусь техніку, подібну до "Перемикання між джерелами живлення 5В?" питання.
• Після переходу на останній акумулятор перейдіть у якийсь режим з низьким енергоспоживанням, щоб він все-таки міг виконувати важливі речі в «кульгавому режимі», але користувач повідомляється про те, щоб якнайшвидше підключити його до зарядного пристрою.
• Після підключення до зарядного пристрою поверніться до стандартного режиму, але якщо від'єднано від зарядного пристрою до повного заряду акумуляторів, поверніться до режиму кульгання.
• (необов’язково) Під час підключення до зарядного пристрою, заряджайте лише розряджений акумулятор (або батареї) та не замикайте їх; залиште акумулятор "у користуванні" в спокої.
• (необов’язково) слідкуйте за тим, скільки точно загальної енергії можна було б витягти з кожної конкретної батареї за останній час її повного зливу. Використовуйте це число (можливо, модифіковане за допомогою закону Пюкерта), щоб дати надзвичайно точні оцінки майбутнього часу виконання.

Чому це не роблять усі пристрої?

• стільникові телефони: перша батарея: говорити як божевільна. остання батарея: лише екстрені дзвінки.
• Ноутбуки: останній акумулятор: відкидання назад на повільній швидкості, що є достатньою для пошуку статичних документів
• портативний GPS: останній акумулятор: намагайтеся зменшити енергію, рідше оновлюючи екран, зменшуючи підсвічування тощо.

Чому не всі пристрої використовують це? Це додає вартості та складності. Чи є їхні інші причини, щоб щось не робити?

Серйозно, я б сказав, що для цього існує безліч варіантів та реалізацій. Мати два рівні батареї не має великого сенсу, тому часто другий використовується для аварійного або неміцного живлення. Наприклад, у вашого ПК на материнській платі є акумуляторна пам'ять, що зберігає оперативну пам'ять, коли ви втрачаєте живлення. Ноутбук часто дає попередження про "низький заряд акумулятора", і тоді ви можете знизити енергію, але можете.

Я вважаю, що ваше твердження про те, що «батареї працюють найкраще, якщо вони використовуються до повного споживання, а потім заряджання». трохи ширший. Це більше стосується хімічних речовин на основі нікелю (NiCd і, меншою мірою, NiMH). Літій-іонні клітини не страждають від цієї проблеми з пам'яттю. Насправді їх термін експлуатації покращується, якщо уникнути глибоких скидів. Дивіться цю сторінку від BatteryUniversity.com для ознайомлення.

Існує пара варіантів зробити більш інтелектуальне управління енергією на власних пристроях.

Найпростіший - це діод ORing на блоці живлення. Якщо все, що вам потрібно, - це джерело живлення з гарячою заміною і у вас є трохи свободи для введення, ви можете підключити резервний акумулятор до анода діода і підключити катод до основного акумулятора. Коли напруга основного акумулятора зменшиться на 0,7 В менше, ніж у вашої резервної копії (Або знято), інший акумулятор запускається. Будьте уважні до струму витоку в резервній батареї, це може перезарядити його.

В якості альтернативи, ви можете використовувати IC mux power, як TPS110 . Це дозволяє вибирати вхід незалежно (або залежно, якщо вам більше зручно) від вхідних напруг, а не завжди використовувати більш високу напругу.

Нарешті, лінійна технологія включає в себе контролери PowerPath, що їх називають, в зарядні пристрої для заряду акумуляторів. Я використовував їх LTC4011, який безперешкодно переходить між акумулятором і зовнішнім живленням, і заряджає акумулятор, поки не працює від зовнішнього живлення.

Камери нікелевого кадмію були сумнозвісними батареями, які могли б створити ефект «пам’яті», якщо не періодично виходити з ладу.

Нові літій-іонні акумуляторні клітини вважаються захищеними від ефекту пам'яті. Насправді, найкраще не повністю їх розряджати (зберігання в повністю розрядженому стані може скоротити термін експлуатації), отже, більшість електроніків переходять у стан «смерті», поки вони все ще можуть контролювати енергію, але відмовляються вводити стан високої потужності.

Багато пристроїв, включаючи ноутбуки, можуть дуже точно контролювати стан акумулятора за допомогою лічильника на зарядному пристрої та напруги комірки. Це дозволяє виконувати все вищезазначене поведінку без необхідності та вартості повторюваних ланцюгів заряду та батарей.

Повністю розряджати акумулятор - це погано для всіх акумуляторів (ну, можливо, не літій-водневі батареї, але якщо у вас є такі у ноутбуці, ви все одно знаєте, чим займаєтесь).

Ця практика бере свій початок із акумуляторів NiCad, що зумовлено сукупністю невдалих дизайнерських рішень. Загальновідома думка про те, що NiCads втрачає працездатність, якщо не повністю циклічно, є помилковою .
В основному, неглибока цивілізація акумуляторів NiCad призводить до зменшення кривої розряду, внаслідок чого багато електронних пристроїв, які використовують NiCads, неправильно повідомляють про акумуляторну батарею як про порожній. Зауважте, що ємність комірки істотно не знижується, напруга в клітині просто знижується на невелику кількість. Той факт, що основна частина кривої розряду NiCad є дуже плоскою, призводить до невеликої зміни загальної напруги в комірці, що спричиняє велику зміну зчитування батареї "стан заряду".

Зауважте, що ефект пам’яті виникає лише з NiCads, і насправді він навіть не був присутній в будь-яких інших клітинах хімії. Суперечність типів акумуляторів та наївне припущення, що всі батареї однакові - це те, що призвело до думки про те, що всі батареї потребують періодичної їзди на велосипеді.

Напевно, точніше думати про акумулятори як про здатність зберігати та звільняти певну кількість енергії, а не про витримку певної кількості циклів. Незалежно від того, вивільняється ця енергія за 500 півциклів або 1000 чверть циклів, це значною мірою не має значення (збільшена глибина розряду фактично знизить загальну енергоздатність батарей, хоча і не суттєво, якщо акумулятори не розряджаються повністю ).

Заява виробника заявляє, що слід повністю розряджати та заряджати акумулятор пристрою, це заявляє виключно для того, щоб внутрішня електроніка, що вимірює заряд батареї, могла правильно відкалібруватись. В основному, з часом вимірювання стану заряду буде змінюватися через незначну різницю в ефективності зарядки та розряду акумулятора (в основному, це інтегратор). Один повний цикл дозволяє електроніці точно виміряти ємність акумулятора, не маючи припущення про стан акумулятора. Той факт, що якщо не повністю циклічно, електроніка вимірювання акумулятора неточно повідомить про стан акумулятора, призвело до наполегливості міфу про ефект пам'яті. Фактично акумулятор фактично не змінився, електроніка лише повідомляє про неправильний стан заряду.

Наскільки мені відомо, найбільша причина поступового скорочення часу роботи акумулятора в електроніці - це час. Насправді літієві батареї мають термін зберігання через кілька років, незалежно від того, використовуються вони чи ні . Правильні способи зберігання можуть продовжити цей термін зберігання, але вони з часом загниють, незалежно від того, яке використання ви використовуєте.

Насправді глибокі літі на велосипеді насправді досить погані. Не робіть цього, якщо вам не доведеться (намагайтеся залишатися вище 20% СОК).

Примітка. Я пропускаю кілька речей, як, наприклад, проблеми зі зростанням вусів у нікодинах. Дивіться нижче посилання на NiCad для подальшого читання.

Дивіться:
http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_effect
http://en.wikipedia.org/wiki/Nicad