大容量磷酸鐵鋰離子電池如何獲得更多的能量?

患者護(hù)理的第一個(gè)趨勢(shì)是患者家中遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的使用越來(lái)越多。造成這種趨勢(shì)的原因很明顯:住院費(fèi)用高得令人望而卻步。因此，許多便攜式電子監(jiān)視系統(tǒng)都包含了射頻收發(fā)器，這樣就可以將數(shù)據(jù)直接發(fā)送到醫(yī)院的監(jiān)視系統(tǒng)，供醫(yī)生進(jìn)行討論和分析。顯然，這類(lèi)系統(tǒng)通常由交流電、電池或兩者同時(shí)供電。這種冗余是必要的，以確保當(dāng)使用醫(yī)院以外的其他地址時(shí)，系統(tǒng)可以持續(xù)運(yùn)行。此外，在便攜式醫(yī)療診斷設(shè)備領(lǐng)域也取得了許多新進(jìn)展，如醫(yī)生和護(hù)士隨身攜帶的設(shè)備，這些設(shè)備使用電池作為重要?jiǎng)恿?，或在交流電源故障時(shí)作為備用電源。這樣的系統(tǒng)要高效的電池充電電路。

除了醫(yī)療應(yīng)用，便攜式工業(yè)銀行終端，堅(jiān)固的平板電腦，庫(kù)存控制和條形碼掃描設(shè)備都要一個(gè)大電池來(lái)減少體積和重量。鋰離子電池一直是最受歡迎的選擇。但是，快速、準(zhǔn)確、安全地為這樣的電池充電幾乎沒(méi)有對(duì)錯(cuò)之分。此外，以鋰為基礎(chǔ)的新型化學(xué)正極/負(fù)極組合已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，這種組合正越來(lái)越多地瞄準(zhǔn)主流市場(chǎng)。這一趨勢(shì)的一個(gè)例子是，磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池在許多應(yīng)用中表現(xiàn)得更加積極，比基于鈷的鋰離子/鋰聚合物電池供應(yīng)更大的安全性和更長(zhǎng)的電池壽命。這種化學(xué)電池具有鈷基鋰離子電池的許多其他優(yōu)點(diǎn)，包括較低的自放電率和相對(duì)較輕的組件。相比之下，磷酸鐵鋰離子電池除了提高安全性(由于它具有抵抗熱失控的能力)和延長(zhǎng)電池周期壽命外，還具有更高的峰值額定功率，對(duì)環(huán)境的影響更小。一般的醫(yī)療和工業(yè)應(yīng)用都愿意承受低能量密度的單位體積的磷酸鐵鋰離子電池，以傳達(dá)更高的安全性和更長(zhǎng)的循環(huán)壽命。備份要更長(zhǎng)的生命周期和大電流放電的能力。

如何獲得更多的能量

許多手持工業(yè)或醫(yī)療設(shè)備的電力架構(gòu)通常類(lèi)似于大屏幕智能手機(jī)。一般采用3.7v(最終充電或浮動(dòng)電壓4.2v)鋰離子電池作為主電源，因?yàn)槠鋯挝唤M件的能量密度(Wh/kg)和體積(Wh/m3)都很高。過(guò)去,許多大功率設(shè)備已經(jīng)使用兩個(gè)7.4v(浮動(dòng)電壓8.4v)鋰離子電池,以滿足電力需求,但是通過(guò)引入一個(gè)低成本的5v電源處理IC,越來(lái)越多的手持設(shè)備使用一個(gè)低電壓的架構(gòu),使單個(gè)鋰離子電池的使用。典型的便攜式醫(yī)療或工業(yè)設(shè)備有許多功能和非常大的顯示器(就便攜式設(shè)備而言)。當(dāng)由3.7v的電池供電時(shí)，所需電量為數(shù)千毫瓦時(shí)。要在幾小時(shí)內(nèi)給這么大的電池充電要幾安培的充電電流。

然而，即使有這么大的充電電流，當(dāng)沒(méi)有高電流的通信適配器可用時(shí)，用戶仍然希望使用USB端口為他們的高功率設(shè)備充電。為了滿足這一要求，電池充電器必須能夠在有通信適配器的情況下以高電流(2A)充電，但仍能有效利用USB端口供應(yīng)的2.5w到4.5w的電源。此外，集成電路產(chǎn)品要有源下游低壓元件，以保護(hù)它們免受可能由損壞引起的過(guò)電壓事件的影響，并有效地將來(lái)自USB輸入、通信適配器或電池的大電流引導(dǎo)到負(fù)載，最大限度地減少以熱的形式損失的功率。集成電路是安全處理電池充電算法和監(jiān)控關(guān)鍵系統(tǒng)參數(shù)所必需的。

磷酸鐵鋰離子電池3.6v的低啟動(dòng)電壓使得標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電池充電器無(wú)法使用。假設(shè)電池沒(méi)有正確充電，可能會(huì)對(duì)電池造成無(wú)法修復(fù)的損害。精確的懸浮充電將延長(zhǎng)電池壽命。與基于鈷的鋰離子電池相比，LiFePO4電池的優(yōu)點(diǎn)包括更高的容量能量密度(單位體積容量)，以及更低的過(guò)早失效風(fēng)險(xiǎn)(假如新電池在深度循環(huán)中過(guò)早)。