Até agora, minha resposta é: eu não sei, mas as TI geralmente são pessoas muito sólidas que tendem a não andar por aí criando CIs que andam no lado sombrio - pois isso é de significativa aplicabilidade para mim e eu tenho um aplicativo onde está. de relevância potencial imediata, isso precisa de mais investigação.
A seguir, começo minha jornada - mais uma descrição do problema e investigação de parâmetros do que uma resposta adequada. Eu ia postar tudo isso como parte da pergunta, mas decidi que ele pertencia melhor a uma resposta.
Percebi tarde que eu tinha algumas tensões LiFePO4 e LiIon um pouco misturadas em minhas andanças. Vou voltar e arrumar isso, mas espero que seja claro o suficiente para qualquer pessoa que possa estar interessada.
Resumo: A TI afirma que você pode carregar células LiFePO4 cobrando CC a uma tensão mais alta do que o normal (por exemplo, 3,7V em vez dos 3,6V habituais para LiFePO4) e depois fazer a transição para uma tensão de flutuação mais baixa sem o modo CV intermediário. Parece lógico que isso também se aplique ao LiIon, mas a TI não oferece CIs para LiIon que funcionem dessa maneira.
Isso vai contra todos os outros conselhos, especificações de CI e circuitos de carregadores que eu já vi.
Fazer isso com Vcv <= 3.6V é bom o suficiente - com ou sem um estágio CV. É a tensão extra e nenhum modo CV que é radical. A implicação ou declaração de todas as outras fontes é que exceder o Vmáx normal de 4.2V para Li-ion ou 3.6V para LiFePO4 em até uma pequena quantidade pode ser prejudicial ou fatal.
A TI possui vários CIs de carregador para LiIon com especificações, pinagens e usos-alvo semelhantes. Eles têm apenas alguns que são adequados para LiFePO4.
NENHUM dos carregadores específicos de LiIon / LiPo usa esse método.
Eles podem estar dependendo da matriz de olivina no LiFePO4, que lhe confere robustez (e diminui incidentalmente as densidades de energia), para fornecer proteção suficiente contra os excessos desse método.
O método usual de carregamento da Química de Lítio é carregar em CC (corrente constante) até que Vmax seja atingido e, em seguida, manter a célula em Vmax enquanto a corrente desacelera de maneira não linear
, sob o controle da química celular, até alguma meta% de idade de Imax é atingido.
O método TI alega (usando especificações de LiIon alteradas quando necessário)
- 100% de carga em 1 hora
- comparado a 85% em 3,6 V
- um ganho em 15% da capacidade total da bateria
- ou cerca de 18% mais capacidade em relação a 3,6V (100/85% = ~ 1,18)
Danificar?
- Produz 100% em uma hora?
- Isso danifica a bateria.
Consulte "Avisos sobre a universidade da bateria" no final.
A "reivindicação" da TI está na forma "mais difícil" possível - não apenas no papel, mas no silício de um IC de controle de bateria. A BQ 25070, folha de dados aqui: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf
Diz em sua folha de dados, datada de julho de 2011:
O algoritmo de carregamento LiFePO4 remove o controle do modo de tensão constante geralmente presente nos ciclos de carga da bateria de íon de lítio.
Em vez disso, a bateria é carregada rapidamente na tensão de sobrecarga e depois relaxada até um limite mais baixo de tensão de carga flutuante.
A remoção do controle de tensão constante reduz significativamente o tempo de carregamento.
Durante o ciclo de carga, um loop de controle interno monitora a temperatura da junção IC e reduz a corrente de carga se um limite de temperatura interna for excedido.
As funções do estágio de potência do carregador e do sensor de corrente de carga estão totalmente integradas. A função do carregador possui loops de regulação de corrente e tensão de alta precisão e exibição do status da carga.
Eles são loucos?
Esta tabela é baseada na tabela 2 da University of Battery em http://batteryuniversity.com/learn/article/charging_lithium_ion_batteries
Isto é para LiIon e não LiFePO4. As tensões são mais altas com Vmax usual = 4,2V em comparação com 3,6V para LiFePO4. É minha esperança e expectativa que os princípios gerais sejam semelhantes o suficiente para tornar isso útil. Reduza as tensões para LiFePO4 no devido tempo.
As colunas com cabeçalho BU estão no original. As colunas denominadas RMc foram adicionadas por mim. Linhas para 4,3, 4,4, 4,5 V foram adicionadas por mim.
A mesa deles diz que
Se você carregar em corrente constante até que a tensão Vcv seja atingida
Em seguida, é atingida a% da capacidade total na coluna 2. (% de limite no final do CC)
E então, se você mantiver a tensão em Vcv até Ibat cair para cerca de 5% se Icc (geralmente 5% se C / 1 = C / 20)
Em seguida, a capacidade na coluna 4 será atingida. (Tampa totalmente sat)
Eles dizem que o tempo total de carregamento em minutos está na coluna 3
Minhas adições não são muito profundas e fazem algumas suposições que podem ser inválidas.
5 Minutos CC: Presumo que no modo CC inicial a capacidade aumente linearmente com o tempo. Provavelmente, isso é muito próximo da capacidade atual e, como nos estágios iniciais Vcg é relativamente constante, é provavelmente uma suposição adequada também para a capacidade de energia.
6 Tempo em CV = 3 - 5.
- Taxa média em CV = (100 - col.2) / ((col.3 - col.5) / 60) Isso é apenas para me dar uma ideia de quão rápido o equilíbrio no modo pós-CC precisa ser compensado. Se não houver um modo CV pós-CC, ele precisará ser zero e, de fato, caiu para &% da taxa CC no momento Vcv = 4,2V.
Enquanto a TI usa 3,7V para Vovchg (em oposição aos 3,6V regulares) para seu truque de mágica, a extrapolação da tabela parece sugerir que cerca de 4,5V seria necessário para uma chamada de LiIon e talvez cerca de 3,8V para uma célula de LiFePO4.
Pode ser, no entanto, que coisas significativas comecem a acontecer um pouco acima de 3,6V / 4,2V e que 0,1V extra seja o suficiente para aumentar a taxa em (100 -85) / 55 = 28% em comparação com a taxa CC que termina em 4.2V.
Para que isso seja verdade, é necessário que ocorra uma carga de 15% s O Vbat sobe 0,1V, isso ocorre em cerca de 9 minutos (entrada de linha de 60 - col5.4.2V), portanto a taxa de carga delta é de 15% / (9/60) hr = 15 % / 15% = 100% = taxa C / 1 - o que teria que ser. [Essa "coincidência" ocorre porque 15% da capacidade permanece a ser fornecida quando restam 15% de uma hora.]
Adicionei o método de taxa de colisão da TI à tabela na linha 4.3V.
Melhor tabela a seguir:
Avisos e comentários da Battery University da página acima mencionada:
Tudo bem - você "apenas" perde 15% da capacidade do painel frontal com cerca de 18% menos capacidade do que você poderia ter
Alguns carregadores de menor custo podem usar o método simplificado de “carregar e executar”, que carrega uma bateria de íon de lítio em uma hora ou menos, sem passar para a carga de saturação do Estágio 2. “Pronto” aparece quando a bateria atinge o limite de voltagem no estágio 1. Como o estado da carga (SoC) neste momento é de apenas 85%, o usuário pode reclamar de curto tempo de execução, sem saber que o carregador é o culpado. . Muitas baterias de garantia estão sendo substituídas por esse motivo, e esse fenômeno é especialmente comum no setor de celulares.
Isso é mais preocupante
O íon de lítio não pode absorver sobrecarga e, quando totalmente carregado, a corrente de carga deve ser cortada.
Uma carga lenta contínua causaria revestimento de lítio metálico e isso poderia comprometer a segurança.
Para minimizar o estresse, mantenha a bateria de íons de lítio na tensão de pico de 4,20V / célula o mais curto possível.
A TI bq25070 flutua a bateria em 3,5V - abaixo da faixa de "seguro" - isto é, muito seguro a ponto de perder capacidade com o tempo.
Depois que a carga é encerrada, a tensão da bateria começa a cair, e isso diminui o estresse da tensão. Com o tempo, a tensão em circuito aberto se estabelecerá entre 3,60 e 3,90V / célula. Observe que uma bateria de íon de lítio que recebeu uma carga totalmente saturada manterá a tensão mais alta por mais tempo do que aquela que foi carregada rapidamente e terminada no limite de tensão sem uma carga de saturação.
Palavras-chave:
folha de dados bq25070
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25070.pdf
& http://www.ti.com/lit/ds/slusa66/slusa66.pdf
bq20z80-V101 "Medidor de gás"
http://cs.utsource.net/goods_files/pdf/12/121917_TI_BQ20Z80DBTR.pdf
IC do carregador de íon de bq25060
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq25060.pdf