Principe en toepassing van lithiumbatterij boost- en buck-technologie

Met de wijdverspreide toepassing van draagbare elektronische apparaten zijn lithiumbatterijen een van de populairste soorten batterijen geworden vanwege hun hoge energiedichtheid, geen geheugeneffect en lange levensduur. Om echter te voldoen aan de werkspanningsvereisten van verschillende apparaten, is de boost- en buck-technologie van lithiumbatterijen bijzonder belangrijk. Dit artikel onderzoekt de boost- en buck-principes van lithiumbatterijen en de methoden om deze conversies te bereiken.

Boost-principe van lithiumbatterijen

Boost converter
Een boost converter is een DC-DC converter die een lagere ingangsspanning verhoogt naar een hogere uitgangsspanning door de energieopslag van een inductor. Het basiswerkingsprincipe is als volgt:
Laadfase: Wanneer het schakelende element gesloten is, stroomt er stroom door de inductor en slaat de inductor energie op;
Ontlaadfase: Het schakelende element is losgekoppeld en de stroom blijft stromen door de zelfinductie van de inductor. Op dit moment laat de diode de stroom naar de uitgangscondensator en de belasting stromen, en de uitgangsspanning is hoger dan de ingangsspanning.

Boost-methode

Optimalisatie van de schakelfrequentie: Door de schakelfrequentie aan te passen, kan de boost-verhouding worden verbeterd zonder de efficiëntie te beïnvloeden.
Selectie van de inductorwaarde: De juiste inductorwaarde kan de rimpelstroom verminderen en de stabiliteit van het systeem verbeteren.
Uitgangsfiltering: Het gebruik van een geschikte uitgangsfiltercondensator kan de rimpel van de uitgangsspanning verminderen.

Buck-principe van lithiumbatterijen

Buck converter (Buck Converter)
Buck converter is ook een type DC-DC converter. De functie ervan is om de hogere ingangsspanning te verlagen naar een lagere uitgangsspanning. Het werkingsprincipe is als volgt:
Laadfase: Wanneer het schakelende element gesloten is, stroomt de stroom door de inductor en slaat de inductor energie op;
Ontlaadfase: Het schakelende element is losgekoppeld en de stroom in de inductor stroomt door de diode om de belastingsstroom te handhaven, en de uitgangsspanning is lager dan de ingangsspanning.

Buck-methode

Duty cycle-regeling: De uitgangsspanning wordt aangepast door de verhouding van de inschakeltijd van het schakelende element tot de cyclustijd te veranderen, dat wil zeggen de duty cycle.
Synchrone gelijkrichting: Het gebruik van synchrone gelijkrichtingstechnologie in plaats van traditionele diodes kan de efficiëntie verbeteren.
Soft start: De soft start-technologie kan stroomschokken bij het opstarten voorkomen en het circuit beschermen.

Toepassingsscenario

Lithiumbatterij buck-boost-technologie wordt veel gebruikt in verschillende draagbare apparaten, zoals smartphones, tablets, laptops, enz. Deze apparaten moeten meestal de spanning schakelen onder verschillende werkomstandigheden om zich aan te passen aan verschillende processorsnelheden, schermhelderheid en andere vereisten.

Conclusie

De boost- en buck-technologie van lithiumbatterijen is een cruciale schakel in het ontwerp van moderne elektronische producten. Door een redelijk circuitontwerp en componentselectie kan de spanningsconversie effectief worden bereikt, terwijl de systeemstabiliteit en efficiëntie worden gewaarborgd. Met de voortdurende verbetering van de functies van elektronische producten en de verbetering van de vereisten voor energiebeheer, zal de boost- en buck-technologie van lithiumbatterijen zich blijven ontwikkelen om zich aan te passen aan complexere en veranderende toepassingsbehoeften.