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14.8V 2.6Ah 臺式POS機12V隨充隨放備用電池設計方案

鉅大LARGE  |  點擊量:2170次  |  2012年12月22日  

摘要
臺式POS機12V隨充隨放備用電池針對12V市電供電并滿足戶外使用的工業主板專項開發,通過集成相關充電電路、升降壓電路、輸入輸出轉換電路以達到同一端口隨充隨放功能,無需將充電放電分開操作使用。

前言:與普通商業主板比較,工業主板以市電供電為主;在需求不斷發展,功能不斷增多的情況下,很多便攜式產品均有工業主板特性的要求。由于戶外無法進行市電供電,且主板沒有備用鋰電池的充電電路及相關轉換及切換電路,導致無法直接匹配常規鋰電池以方便便攜式產品在戶外直接使用。在這種情況下,工業主板微小型的具備隨充隨放電池功能的便攜式產品成為一種主流模式。臺式POS機12V隨充隨放備用電池即針對此種12V市電供電的工業主板專項開發以滿足便攜式設備的戶外使用,該方案通過集成相關充電電路、升降壓電路、輸入輸出轉換電路以達到同一端口隨充隨放功能,無需將充電放電分開操作使用,最大功率可以滿足100W以內的工業主板供電需求。

設計要求
一、臺式POS機12V隨充隨放備用電池設計要求: 
 
本臺式POS機12V隨充隨放備用電池針對12V市電供電并滿足戶外使用的工業主板專項開發,通過集成相關充電電路、升降壓電路、輸入輸出轉換電路以達到同一端口隨充隨放功能,無需將充電放電分開操作使用。
1)鋰電池組型號設計要求:18650-4S/2.6Ah/14.8V,可以滿足最大功率25W的工業主板至少工作一小時。
2)輸入、輸出特性:輸入、輸出采用同一端口,并采用輸入/輸出自動切換功能。
    1、輸入特性:在有市電(DC:12V/5A)的情況下,市電可以同時給主板和鋰電池組充電。
    2、輸出特性:在無市電的情況下,電池會自動輸出12V/3A的特性,以滿足主板供電。
    3、狀態特性:輸入/輸出狀態通過轉換電路進行自動切換,不會存在因為延時而導致主板關機或重啟等現象。
3)充放電指示:根據客戶要求調整指示燈的數量,提供充放電過程中的電量保持、電池充飽或低電壓報警指示。
4)保護板基本特性
    1、單節過充保護電壓:4.35±0.25V
    2、單節過充恢復電壓:4.10±0.10V
    3、單節過放保護電壓:2.40±0.08V
    4、單節過放恢復電壓:3.00±0.10V
    5、組合電池過流保護值(10ms):8~12A
    6、組合電池過溫保護值(可恢復):70±5℃
    7、成品電池還具備短路保護。
5)電池循環壽命設計要求:300~500次(國標充放電標準)
6)電池外型尺寸設計要求:參考實際電池外殼尺寸。

二、臺式POS機12V隨充隨放備用電池設計方案:
1) 智能升降壓模塊電路
:主要是對適配器輸入12V/5A進行DC轉DC轉變成適合二串鋰電池CC/CV的充電模式及將二串鋰電池進行降壓成12V/2.5A的穩壓輸出狀態。同時啟動輸入/輸出狀態自動切換模式。
2)保護板(PCM):主要是對可充電鋰電池組進行設計的保護線路,由于鋰電池本身的化學特性,需要提供智能電量計算、過充、過放、短路、過流等保護功能,以避免引起燃燒、爆炸等危險。
3)保護IC(Protection IC):設計方案的主要保護功能芯片,對電芯進行過充、過放、過流、短路等功能的在線時時監測,使電芯在安全穩定高效的范圍內工作。
4)溫度開關:主要針對溫度保護功能設計。當電池本身的溫度因其它異常問題達到70±5℃范圍時,溫度開關啟動,進行溫度保護。
5)18650鋰離子電芯/18650/2600mAh/3.7V Li-ion cell(SANYO)。
6)場效應管(MOSFET):MOSFET管,在保護電路中起開關作用,永遠使負載兩端的電壓不會升高也不會降低,保證電壓穩定。
7)連接器:起醫用輸液泵用鋰電池狀態輸入輸出的作用。
8)電池外殼:符合醫療產品防火等組級,構成整體電池的模形。

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