Ken77 的家: 11月 2017

2017年11月21日星期二

看懂18650電池的曲線圖

先用充電圖說明:
下圖中Charge: CC-CV 0.7C(max) 4.2V,55mA cut-off 25⁰C廠商充電設定, 是說充電時先定電流(CC)0.7C到電壓升到4.2V時改定電壓(CV),之後電流(綠線)會一直減少到55mA時停止充電,電池充飽約在2900mAh左右(紅線).
圖中紅線是隨著電池充電時間增加容量(mAh)增加,藍線是隨著電池充電時間增加電壓(V)增加,在4.2V固定改CV充電,綠線是電池充電電流一開始CC模式0.7C到電壓至4.2V,改CV模式會開始減少一直到55mA時停止充電.

下圖棕色線是我晝在電池電壓4.2V時,充電轉為CV模式電流開始減少

下圖棕色線是我晝在充電1小時的電池容量約19xxmAh, 這可以方便看出充電時間-->容量.
(這常用來評估需要求固定的充電時間時的電池容量,另外可以發現2900mAh電池在充電1小時(0.7C)計算應為2900mAhx0.7=2030mAh的容量呀?這是電池內阻/溫度/電流等影響容量,也可以用來做各家電池的特性比較!)

放電要考慮你設備的最低使用電壓,電池最小放電電壓,最大放電的電流和使用溫度等.
下圖左是電池放電在1C時溫度影響曲線, 紅線-10度時電池容量減少到2500mAh以下,-20度時電池容量極少
下圖右不同的放電電流0.2C~2C影響,在圖中以放電1000mAh時,紫色(2C)電壓會低到3.5V, 而紅色線(0.5C)的電壓約3.8V, 注意! 放電大越容易到達你的設備的最低使用電壓哦!
例:我用圖中紫線(放電2C)和綠線(放電1C)說明:假如你的設備要求電池電壓不可低於3.3V左右,紫線(放電2C)在放電2000mAh時會碰到,而綠線(放電1C)約在2500mAh時會碰到,所以放電1C比放電2C在你的設備上電池可以多用500mAh量. (這也常用做各家電池的放電特性比較!)

下圖是充放電500次cycle life圖,廠商設定: 充電CC-CV 0.7C(max) 4.2V,55mA cut-off 25⁰C,放電定電流 1C到2.5V時停止,充放電500次後電池容量剩下約2100~2200mAh.

如果你用定電流0.7C放電剩下容量會高一些! 你可以測試自己的電池看看!

***一定要注意18650鋰電池的最小放電電壓和最大充電電壓規格,溫度,尤其在設計充電電路時要考慮其他零件的誤差值影響.***

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2017/11/25 補充
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有網友問: 放電圖為何沒用到2900mAh ?....?.....?等問題說明如下:

沒用到2900mAh是因為充電圖的電壓是由2V開始計錄,而放電的電壓只計錄到2.5V，電池保留些容量沒有放完電! 這顆電池在放電86%(2500mAh)以後電壓降很大,電池在2.5V之後持續用很快會頂到電池的最小電壓,所以放電的電壓只計錄到2.5V.

下圖右,不同放電電流曲缐圖是在環境溫度25度時計錄，電池容量2900mAh在放電2500mAh時約用掉86%是使用在缐性區域,之後是非缐性區電池電壓降很快變動大.考慮系統穏定性和電池使用效率，通常捨棄非缐性區部分容量只使用86%的電池容量。

舉例說明電池電壓變動: 如果你的系統最大負載是2C最小負載是0.2C,在放電曲缐中可以看出在1000mAh時電壓的變動幅度約為：3.8v-3.5v=0.3v 有這樣的電壓變動在系統上. (要注意系統負載和電池供電的關係)

溫度曲線圖是電池同樣以1C(不同溫度)放電，這是溫度影響電池放電(同一些電容材質特性)曲線圖.

圖中看到紅線(-10度)一開始電壓降很大，在放電一段時間後因為本身電池發熱電壓開始回升了！大約在300mAh左右電壓在3.5V以上，但和其他温度放電比較電壓是低了一些,所以低溫下電池電流流動慢電壓變動大(電子學...),

簡單的說，溫度曲線圖它表示這個電池最佳使用溫度在25～40度之間(電壓變動幅度最穩定)。

2017年11月15日星期三

防水壓鑄鋁盒製做FANLESS機殼

整理筆記時發現的舊照片, 因為測試的report是屬於前公司的資料,沒有備份報告只有留下舊照片,主要是分享如何改造現成的物品完成客戶需求的過程. 以下說明供大家參考!

約8年前代客設計的案子,客戶需要一台小型無風扇電腦,加上客戶的功能卡(USB介面),用於嵌在機器內部做資料分析和控制!

我是負責設計主機板的部分,當板子做好後客戶卻無法提供機殼測試系統! 由於客戶從未設計x86 platform無風扇系統,很需要測試數據來設計新的散熱片! 但我們公司也沒有這類的機殼要如何提供數據給客戶?

ME找廠商來評估後的樣品很貴,因為沒有量產所以不好意思要Free samples! 當時我想到防水壓鑄鋁盒可能可以用,但不是很確定尺寸上是否適合?

於是我帶了一把尺到電子材料店找看看! 店裡有一些大小不同的壓鑄鋁盒,很快就找到一個尺寸剛好的也很幸運找到散熱片! :)

回到公司後先印出板子機構圖貼在散熱片上,用電鑽鑽出PCB的固定螺絲孔,另外在CPU和chipset的相對位置上用螺絲墊片疊出不同高度,再用銅箔貼片固定墊片做導熱功能.

主板用螺絲固定好後和鋁盒組合和目測,用麥克筆在鋁盒上畫出connector出口和卡件的位置,使用電鑽鑽掉標示的區域後用銼刀磨平. 因加工後在盒子內產生很多鋁粉清不乾淨,所以用膠帶貼上避免鋁粉在測試過程中掉到主板上發生短路.

新cable必須配合機器內配線重新設計所以也沒做,客戶只提供舊型cable且沒有電源輸入接口,因此在主板上多焊一個電源接頭供測試用.

原本想在散熱片上鑽出接合的螺孔,因散熱片位置不好加工改用紙膠帶貼合和2條束線帶固定.

看起來簡單卻很實用,更不可思議的事是用這機殼完成所有測試!(安規測試時紙膠帶改銅箔貼片)
由於客戶同樣也使用鋁機殼來嵌入設備中,可以依照測試數據減少鋁的用量及體積重量.
這機殼加快了我們和客戶的交貨時間! :)

2017年11月8日星期三

005_樹莓派粉紅機組裝

11/8 今天和大家介紹"樹莓派粉紅機"組裝過程,粉紅機的內部硬體是由白色原型機移轉過來.
藉由以下的移轉步驟, 各位可以更清楚知道機台的內部構造.

首先在這下載STL 檔案和列印出各部件,我的列印設定是 Layer height: 0.2 mm , Top/Bottom/Shell thickness: 0.8 mm ,Fill Density:25%供大家參考,其餘請依照各位機器最佳值設定!

列印件如有多餘的毛邊請用400號砂紙打磨,再用牙刷清潔去掉粉末,請檢查各接合面是否平整,檢查完後再疊合看看是否OK,
這裡是我組合檢查Video: https://youtu.be/UYbr248KDvc

粉紅機組合檢查完成,接下來依序移轉白色原型機內部硬體