Transcript Battery Charge

Battery Charge
By Prof. Hsia
電池type
充電電池type
電池的特性簡介
記憶效應（Memory Effect）：表現為充電電池容量減少的現象。
磷酸鋰鐵（英文：Lithium Iron
Phosphate），是一種近年來備受矚目的鋰
離子電池的正（陰）極材料，其特色是不含
鈷等貴重元素，原料價格低，而且磷與鐵存
在於地球的資源豐富，不會有供料的問題
磷酸鋰鐵
• 電壓適中（3.2V～3.3V）、單位重量下電
容量大（170mAh/g）、高放電功率、可快
速充電（能承受3~5C的充放電速率），而
且循環壽命長（大於2000次）。在高溫環
境下的穩定性高，自放電低（少於1％／月）
單位重量下電容量大、高放電功率、
可快速充電且循環壽命長，
電池並聯串聯連接達到所要規格
並聯 : increase current
串聯 : Increase voltage
19V Notebook battery , how to connet?
19/3.7v=5.1,取6x3.7=22.2V
2000mAh, x2=4000mAh (2並,提升電流)
22V
19V
Buck
48V 15Ah電動機車電池模組 ?
https://www.youtube.com/watch?v=mM-jr4r3a0s
電動載具儲能系統之市場規模
1.0 C-rate :定电流放電１Ａ， １小時
以1.2C-rate 放電，其放電時間為2957 s，
計算其加成效應後之修正後的加成效應電流為13.2 Ah /
2957 s = 16.070A
各種充電方式的優缺點比較
定電流充電
PMOS Driver
◎ Driver: S=0，讓PMOS導通並產生電流。
1
W

I D 2  p COX L
=
Vgs increases, Id increases
(V GS V TH )
2
NMOS Driver
Vdd
G
PWM
Control
D
1
W
2

(

)

V GS V TH
ID
n COX
2
L
=
S
un=2.5 up
NMOS driver is about double to PMOS
Vgs=Vds, Id is max.
定電壓充電
4.2~4.8V
Power
Buck
For Li-battery
混合式壓充電
充電開始時採用定電流充電，充電到某電壓值
之後，再改用定電壓方式進行充電
CV
Control
CC
Need Charge Chip
脈衝充電
Vdd
Buck
Control
正負脈衝充電式
負壓產生器
Charge IC design
Current Sensor
Wireless Charge
WPC Methods
技術
電磁感應
磁耦共振
微電波轉換
鐳射光感應
原理
法拉第電磁感應定律
利用同一共振頻率的收
發端傳送能量
將電磁波轉換成電流
利用鐳射及太陽能板
傳送能量
傳輸功率
數W~數百KW
數W~數百KW
>100mW
數百KW
傳輸距離
<10cm
5m
>10m
>100m
轉換效率
70%
50%
1.6%
25%
優點
轉換效率高
充電遠距，無角度限制
無線電波傳送，可自
動且隨時隨地充電
充電距離遠，技術成
熟
轉換效率差，充電時
間過長，大量能量以
無線電波形式被浪費
掉。
1.
1.
缺點
2.
需加裝辨識系統，
1.
不然會對任何金
屬感應而發熱。
有擺設限制，且
2.
距離過短。
會引發同樣頻率金
屬共振而發熱，產
生安全危害。
調頻技術較難。
2.
光線容易被障礙
物遮蔽。
高強度雷射光具
高度危險性。
Standard
https://www.youtube.com/watch?v=DB_qNqziJPg
無線電力傳輸
提供給使用者方便及安全電力供給系統
3C電子產品- 未來必須超越USB的便利性
根據國際市調機構預估，
未來無線充電商機相當高
未來幾年無線充電技術未來4年產值年複合成長
性高達73%，但認證規格及安規是主要障礙。
>安培提出了磁針轉動之方向和電流流動方向遵從右手定理
>法拉第定理磁通量隨時間變化，導線即能產生電流，
可再把磁能轉換成電流
RLC串聯諧振電路
串聯式耦合架構
並聯式耦合架構
混合式架構
當比值愈大，Q值愈大，頻寬BW可定義，
若Q值愈大，諧振頻率fo固定，頻寬小，選擇佳，能量較大。
Two Output
半橋驅動電路
全橋驅動電路
Chip