随着生活水平的提高和智能的普及,蓝牙设备出现在了一个历史性的时刻。
蓝牙设备是衣服、珠宝等终端设备,可以持续佩戴在身体上,具有先进的电路系统、无线网络和独立处理能力。它最重要的两个特点是长期的可穿戴性和智能性。
物联网的潜在应用程序非常广泛,但它们也有一些共同的重要特性。用于数据收集的设备需要很小,易于使用,并且几乎可以随时准备好使用。这些要求可能在可穿戴设备上最为明显,因为全世界已经有数百万人在使用这些要求来跟踪活动、监测身体指标和改善健康状况。
为了收集所需的数据,消费者必须始终随身佩戴可穿戴设备。因此,它们必须小而舒适,并且可以长时间连续工作。
这就产生了如何驱动这些设备的问题。理想情况下,它们可以直接从生活环境中获得能量,这样它们就可以一直保持电力。虽然我们在降低能耗和提高能源收集方面取得了很大的进展,但在实现理想之间仍存在一定的差距。在可预见的未来,我们还需要依靠电池作为主要的电源。特别是,为了尽量减少数十亿台设备造成的能源浪费,可充电电池应该在未来一段时间内成为首选的电源。
针对可穿戴设备的电池充电安全装置
可穿戴设备不仅尺寸有限,而且舒适性对很长一段时间也很重要,所以它们必须非常轻,所以电池必须尽可能小。此外,IDC和GMI的反复研究表明,电池寿命是消费者购买方便的电池供电产品的首要考虑因素。因此,高电池容量对产品的成功非常重要。
满足这两个要求会使电池的挑战变得更加艰巨。幸运的是,锂电池的许多特性使它们能够克服这一挑战,从而成为可穿戴应用的理想选择。
首先,它们提供高能量密度,允许系统设计工程师选择更小、更轻的电池,并提供更长的工作时间。同时,锂电池的工作电压通常为3.7V,而镍氢化物电池或镍镉电池的工作电压为1.2V。这意味着锂电池需要更少的电池(电池),这也可以帮助实现更小、更轻的系统。此外,它们的自放电率也远低于镍基电池,约为每月2%,而镍氢化物电池和镍镉电池每天高达5%。这不仅可以减少充电次数,而且可以在放置后长时间再次使用电池,从而使客户更容易使用该系统。
当然,所有的技术都有它们自己的缺点。例如,锂离子电池比镍基可充电电池更复杂,所以它们更贵。但作为一种大规模生产的产品,规模经济和持续的技术改进正在迅速降低其制造成本。
最近的头条新闻也显示,锂离子电池具有更大的潜在安全风险。由于使用了易燃电解质,所以如果充电电压过高或过低,就会导致火灾或爆炸。然而,大多数锂离子电池都有内部保护电路,可以在一定程度上防止过压或过压。但锂离子电池的充电过程仍然比镍基电池更为复杂。
锂离子电池:实现一种舒适、方便的可穿戴设备
1.电池体积小,电池寿命长,能量密度高
2、工作电压越高,意味着电池就越少,系统也就越小
3.快速自放电:充电较少,可随时使用
充电挑战
为了避免这些安全问题,锂离子电池需要恒定流量(CC)和恒定压(CV)充电过程。在这个过程中,电池首先用一个固定的电流充电,直到达到一个设定的电压。然后,充电电路切换到恒压模式,以提供必要的电流来维持设定的电压。
为了获得最佳的充电结果,必须仔细权衡选择电流和电压的水平。高电压充电可以增加电池容量,但高电压会导致电池压力或过充电,造成永久性损坏、不稳定和危险。同样,更高的充电电流可以加快充电速度,但代价是减少电池容量:将10%的充电电流降低30%可以使电池的充电量增加10%以上。
因此,充电电流通常被设置为电池容量的一半(电池可持续一小时的最大电流),并且电压被设置为每块电池4.2V。但事实证明,使用稍小的充电电流和电压可以减缓电池的老化,允许它在更高的功率存储下花费更多的充电周期。