Energía inteligente, una bendición para las nuevas químicas de la batería y los algoritmos de carga | Revista Española de Electrónica
miércoles , agosto 12 2020
Home / Artículos / Energía inteligente, una bendición para las nuevas químicas de la batería y los algoritmos de carga

Energía inteligente, una bendición para las nuevas químicas de la batería y los algoritmos de carga

El mayor desafío al que se enfrentan los nuevos desarrolladores de algoritmos de carga y de nuevas químicas de batería es obtener un diseño de Circuito Integrado de Aplicación Específica (ASIC). Sin silicio, las baterías nuevas y los nuevos algoritmos de carga no tienen forma de adquirir clientes, y sin clientes, o al menos clientes potenciales, no pueden atraer a los fabricantes de ASIC a gastar dinero de desarrollo para crear un ASIC. Es el clásico problema del huevo o la gallina. Como resultado, muchas químicas de batería y algoritmos de carga nunca ven la luz. Sin embargo, la reciente introducción de nuevas familias de microcontroladores con chip analógico inteligente, como el PIC16F18446, puede representar una alternativa a la batalla ASIC. Estas familias de microcontroladores pueden incluir una larga lista de periféricos analógicos y de señal mixta, como comparadores de voltaje, amplificadores operacionales, convertidores de analógico a digital (ADC), convertidores de digital a analógico (DAC), referencias de voltaje, generadores de rampa, Modulaciones digitales de ancho de pulso (PWM) e incluso bloques lógicos. Usar estos bloques, es un salto razonable para construir un cargador inteligente para mostrar la nueva batería o algoritmo.

Tomemos un ejemplo: un cargador simple que primero carga corriente constante y luego cambia a voltaje constante (es decir, un perfil de cargador LiPoly estándar). Ahora tenemos un par de opciones, ya sea un sistema DC o un modo conmutado. Sigamos con el sistema DC por simplicidad. Por lo tanto, necesitamos una fuente de corriente, una fuente de voltaje y un conmutador para pasar de una a otra. La Figura 1 muestra una fuente de corriente clásica a la izquierda y una fuente de voltaje a la derecha. Ahora, si miramos de cerca, podemos ver que son más o menos lo mismo. La única diferencia es la entrada inversora al amplificador operacional y el valor fuera del DAC. Si ponemos un comparador en el voltaje de la batería y generamos una interrupción cuando el voltaje de la batería supera los 4.1V (ver Figura 2), entonces todo lo que el firmware debe hacer es cambiar la configuración de la entrada inversora en el amplificador operacional y cargar un nuevo valor en el DAC. Ahora, puede que no sea tan simple como esto; el cargador puede estar pulsado o puede requerir un cargador de modo conmutado para mayor eficiencia.

Bueno, en cuanto a la pulsación de la tensión / corriente de carga, el periférico del amplificador operacional típico tiene un bit de habilitación en su registro de control, por lo que todo lo que se requiere para la pulsación es una interrupción periódica para encender y apagar el periférico del amplificador operacional. Implementar un convertidor de conmutación es un poco más de trabajo, pero aún se puede hacer con periféricos de chip. Esto se muestra en la Figura 3. El circuito mostrado es una fuente de voltaje en modo conmutado. Para convertirlo en una fuente de corriente en modo conmutado, simplemente cambie la retroalimentación de salida de la batería a una resistencia de detección de corriente entre la batería y la toma de tierra. Una cosa a tener en cuenta es que el bucle de compensación probablemente también tendrá que cambiar, pero incluso eso se puede hacer con dos redes y una simple rutina de firmware para cambiar qué entrada controla la entrada inversora. Incluso el conmutador puede pulsarse de manera similar al circuito CC simplemente apagando el temporizador y el amplificador operacional en el conmutador. El resultado final es que una combinación de firmware y periféricos puede implementar casi cualquier función de cargador:

  1. Corriente constante
  2. Voltaje constante
  3. Corriente pulsada
  4. Voltaje pulsado Además, añadir características adicionales, opciones, ajustes de algoritmos, funciones de supervisión o incluso funciones de apagado de emergencia a un diseño, es tan simple como hacer un cambio de firmware. Entonces, utilizando estos nuevos micro controladores, tanto los desarrolladores de baterías como los de cargadores pueden desarrollar cargadores de prueba de concepto que pueden mostrar a sus clientes.

De hecho, para series de producción pequeñas a medianas, los microcontroladores pueden preprogramarse, marcarse con un número de pieza único y entregarse directamente a su cliente, haciendo que el dispositivo se vea y se sienta como un ASIC de cargador personalizado. Otro punto a considerar, es el deseo de algunos clientes de combinar múltiples funciones de administración de energía en un solo dispositivo. Estos dispositivos pueden incluir cargadores, controladores de retroiluminación, controles de ventilador e incluso funciones de medidor de gas, todo dentro de un solo chip. Al generar inicialmente un diseño basado en un microcontrolador, el diseñador de la batería / cargador puede aumentar aún más la aceptación de la industria al otorgar licencias de su propiedad intelectual al cliente, o a un tercero, para diseñar el dispositivo de potencia composite requerido. Los clientes pueden aprovechar la preprogramación y el marcado del número de pieza del cliente para ocultar aún más su trabajo de diseño a los competidores hasta que su diseño alcance suficientes cantidades de producción para justificar la creación de su propio diseño ASIC composite.



Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.



Podría interesarte

Gane una sonda de depuración J-32 de Microchip

Gane una sonda de depuración J-32 de Microchip (DV164232) con REDE y, si no gana, …

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.

ACEPTAR
Aviso de cookies