Descubra por qué el ión de litio (Li-ion) es la opción dominante para los mercados de factores de forma pequeños y explore cómo onsemi tiene la tecnología líder en la industria para cargadores de iones de litio en espacios extremadamente pequeños para la migración a factores de forma de carga más pequeños.
Al igual que la evolución de los teléfonos inteligentes de la última década, otros mercados en crecimiento exigen factores de forma reducidos junto con características adicionales y portabilidad. El mercado de la segmentación de drones está mostrando un crecimiento en mini y microdrones. Existe un crecimiento significativo en el mercado de auriculares o audífonos, equipados con reconocimiento de voz, sensores de proximidad, cancelación de ruido y alta fidelidad. Los altavoces pequeños con Bluetooth ahora caben en la palma de la mano; y los dispositivos portátiles, en forma de relojes para fines médicos y de actividad física, son segmentos en crecimiento que aumentan la entrada al análisis de big data del IoT. El Li-ion es la opción dominante para estos mercados de factor de forma pequeños debido a su mayor energía específica (Wh/kg), menor costo y factores de forma flexibles, todo lo cual está impulsando la demanda de cargadores de iones de litio más pequeños. El onsemi tiene la tecnología líder en la industria para cargadores de iones de litio en espacios extremadamente pequeños para permitir la migración a factores de forma de carga más pequeños.
Perfil de carga CC/CV de iones de litio
El ion de litio generalmente implementa el perfil de carga de corriente constante (CC)/tensión constante (CV). De izquierda a derecha, una celda vacía comienza a cargarse con una carga ligera (~C/5), o con la "precarga". El Li-ion envejece prematuramente si se aplica demasiada corriente cuando está casi vacío. Una vez que la tensión de la celda sube a VBATMIN (típicamente 3.6V para cobalto), entonces es seguro ingresar al modo de CC, con la corriente de carga máxima permitida especificada en la hoja de datos de la celda (~1C). Esto maximiza el tiempo de carga (TTC). Cuando las tensiones de la celda alcanzan la VFLOAT, o la tensión máxima especificada en la hoja de datos de la celda, el cargador ingresa al modo de CV. El modo de CV fija la tensión y la corriente que ingresa a la celda se reduce naturalmente a medida que la celda se acerca a la carga completa. Finalmente, a medida que la carga decreciente, cuando la corriente se acerca de C/10 a C/20, el cargador termina la carga.
Los valores de VFLOAT, VBATMIN, IPRE e IFAST se pueden encontrar en la hoja de datos de la batería. Muchos cargadores de iones de litio requieren un procesador complementario para programar sus registros internos de I2C a fin de producir el perfil de carga CC/CV. El cargador independiente de Li-ion de FAN54120 de onsemi ejecuta de forma autónoma el perfil de carga CC/CV, sin registros de I2C ni firmware. Esto elimina la necesidad de un procesador complementario, lo que reduce el costo, el espacio y la complejidad. Funciona como ningún otro, y reduce el tiempo de comercialización. Debido a que no hay firmware, el FAN54120 es a prueba de manipulaciones, otra ventaja para aplicaciones sensibles a la seguridad como las médicas o IoT.
El cargador independiente FAN54120 es un factor de forma extremadamente bajo. Ahora disponible en un paquete DFN de 2 mm x 2 mm, y un paquete WLCSP de 1,36 mm x 0,76 mm que se lanzará próximamente.
Cargador autónomo lineal de 500 mA FAN54120
El FAN54120 hace referencia a un resistor rset externo para producir de forma autónoma el perfil de carga CC/CV en una amplia gama de capacidades de batería. Por ejemplo, si la celda puede manejar una carga máxima de 500mA, al elegir un rset de 1kΩ (IFAST=500mA), el FAN54120 se precargará automáticamente a 100mA (IFAST/5), realizará una transición a 500mA (IFAST) al modo de CC, y luego finalizará la carga a 50 mA (IFAST/10), para una batería de 750 mAh.
Para capacidades de batería de Li-ion más pequeñas, como 140 mAh, un resistor rset de 5 KΩ da como resultado una precarga de 20 mA, una corriente de carga en modo de CC de 100 mA y una terminación de carga de 10 mA.
El FAN54120 admite la operación de temperatura JEITA “Safe-to-Charge” con un NTC externo. El FAN54120 tolera una tensión de entrada máxima de 28 V, mientras opera hasta una entrada de 6 V, y muestra una corriente de reposo de clase mundial de solo 150 nA. Esto asegura que el FAN54120 no sobrecargue la celda entre cargas. Finalmente, el FAN54120 ofrece una precisión de 0.5% CV que previene el disparo inadvertido de OVP (protección contra sobretensión) de circuitos de protección de celda menos costosos con tolerancia de + 50mV.
Los mercados y las aplicaciones incluyen auriculares, dispositivos portátiles, altavoces y altavoces Bluetooth, dispositivos IoT, mini y microdrones, cámaras, cigarrillos electrónicos, juguetes y juegos.
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