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【知识】多种电池的合理选择

来源:未知 点击:发表时间:2018-09-12

毋庸置疑,电池的关键指标当然是电池的使用寿命。从表面上看,这只是一个简单的规格,但是它却涉及到了许多因素,其中包括:系统负载(满负荷电流的供电时间,部分电路或微安级电流供电时间)、电源效率、系统电源管理、电池类型和充电方式。

除了特殊的重要性之外,这些特性之间的相互影响还会增强或减弱最终用户的感受。一般情况下,当用户开始注意到电池的存在时,事情就变得比较棘手!好的产品设计既不需要频繁地更换电池(如电视遥控器),也不需要频繁地给电池充电(电动牙刷),使电池从用户的眼前“消失”掉。避免用户像关注设备的功能一样关注电池。

选择电池的化学性质

电池和系统之间的相互制约是设计中常常被忽视的问题,保证电池的容量与系统的需求相吻合非常关键。常用的电池类型有:碱性电池、镍氢电池(NiMH)和锂离子电池。它们之间是不可互换的,绝大多数产品都会有一个最佳选择方案。

碱性电池

碱性电池是不可充电电池(近期的晚间电池广告中也一再强调这一点),但他们具有极低的自放电率和成本(无需充电器或交流电源插座)。对于功耗较低的应用,碱性电池将是一个很好的选择,但须合理使用,静态电流或休眠电流都必需很低。

设计中一个常见的误区是:只关注工作效率,而忽视了“关闭”或“休眠”状态下的电流损耗,即使从电池消耗数十μA的电流也会导致电池的频繁更换。现在,许多设计中用软开关替代了机械开关(机械开关可以完全断开电池连接),但是,这一设计误区与几年以前相比却更加普遍了。

可充电电池

当负载对于碱性电池而言过大时,需选用可充电电池,这对于手机、笔记本电脑、PDA等便携式产品已经成为标准模式。可充电电池要尽可能少地“打扰”用户,对产品有促进作用,至少不会降低产品的性能。

有两种可充电电池的选择:镍氢电池或锂离子电池。

镍氢电池(NiMH)成本比锂离子电池低,当产品的正规使用状况对电池而言不安全时,这种选择将变得很敏感。这一问题对于缺少复杂的充电设计的低成本产品更为重要,因为NiMH电池适于完全充满和完全放电的过程。这对于常常会将电能完全耗尽的产品比较适合,如:电动工具。另外一种适合NiMH电池的应用是替代碱性电池,电池能量耗尽时即从设备上移出电池,然后由外部充电器给电池充电。这种应用在数码相机中比较普遍,但需要用户的频繁干预。

许多便携式产品与上述情况不同,PDA、手机、笔记本、移动电源、应急启动电源等需要定期充电,它们只是偶尔消耗电量。这些产品最好选用锂离子电池,除了重量密度外,这种电池还具有两个重要优势:低自放电率,对于短时间的充、放电没有限制。消费者不用考虑“电池管理”问题,简化了产品使用。

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