如何延長流量計電池的使用壽命

大家好，小科來為大家解答以上問題。如何延長流量計電池的使用壽命這個很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、流量計由二氧化錳鋰電池和氯化亞砜鋰電池供電。

2、與LiMnO2電池相比，LiSOCl2電池可以實現(xiàn)更高的能量密度和更好的每瓦成本，因此在流量計中得到廣泛應(yīng)用。

3、然而，LiSOCI2電池的脈沖響應(yīng)較差，在瞬態(tài)電流負(fù)載時會導(dǎo)致顯著的壓降。

4、混合層電容器(HLC)或雙電層電容器等緩沖元件可以與LiSOCl2電池組合，以提高其脈沖負(fù)載能力，但HLC和LiSOCl2電池的可靠組合成本很高，會影響儀器的總成本。

5、由于電池也影響流量計的維護(hù)要求和使用壽命，采用buck/boost變換器與LiSOCl2電池相結(jié)合的替代方法，有助于降低整體解決方案成本，延長流量計的使用壽命。

6、本文將介紹使用buck/boost轉(zhuǎn)換器和LiSOCI2電池時的五種優(yōu)秀做法，從而最大限度地延長電池壽命，降低整體維護(hù)和成本要求。

7、首先，我們討論一些常見的設(shè)計挑戰(zhàn)。

8、智能流量計系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵設(shè)計問題

9、典型的流量計系統(tǒng)由五個重要組成部分組成：計量前端、通信前端、微控制器(MCU)、電源管理集成電路和保護(hù)前端。

10、除了這些要求外，流量計通常外形較小，必須在現(xiàn)場運(yùn)行15年以上，維護(hù)成本應(yīng)盡可能低。

11、典型流量計功耗概述

12、表1列出了標(biāo)準(zhǔn)流量計的功耗概況，可分為三種工作模式。

13、表1:標(biāo)準(zhǔn)流量計功耗概述

14、用降壓/升壓轉(zhuǎn)換器設(shè)計流量計的良好實踐

15、為了幫助延長智能流量計設(shè)計的電池壽命和性能，請考慮采用以下五種優(yōu)秀做法。

16、實踐1:限制電池提供的峰值電流

17、如圖1所示(數(shù)據(jù)表來自SAFT LS17330電池)，LiSOCl2電池通常不支持智能流量計中使用的無線電通信系統(tǒng)所需的高動態(tài)范圍曲線。

18、解決這個問題的一種方法是使用TPS63900降壓/升壓轉(zhuǎn)換器和緩沖元件來過濾電池電流。

19、圖1:20時SAFT LS17330的典型放電曲線

20、實踐2:保持輸出和輸入電壓電平獨立

21、實現(xiàn)獨立的電壓電平可以優(yōu)化從電池汲取的輸入電流曲線和提供給負(fù)載的輸出電流。

22、這也簡化了輸入和輸出之間緩沖元素的使用。

23、最佳實踐3:使用低工作電流。

24、待機(jī)電流小于500毫安

25、為了優(yōu)化系統(tǒng)的能量使用，與系統(tǒng)的電流消耗相比，轉(zhuǎn)換器的平均電流消耗必須可以忽略不計。

26、例如，如果流量計的平均電流消耗約為5 A，轉(zhuǎn)換器的待機(jī)電流應(yīng)小于500nA。

27、做法四：盡可能降低電力系統(tǒng)的電壓。

28、把系統(tǒng)想象成一個由轉(zhuǎn)換器供電的電阻。

29、保持低電源電壓可以減少系統(tǒng)消耗的待機(jī)電流。

30、最佳實踐5:通過動態(tài)電壓調(diào)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化

31、每種工作模式的電壓負(fù)載

32、如圖2所示，TPS63900的動態(tài)電壓調(diào)節(jié)功能使轉(zhuǎn)換器能夠動態(tài)改變其輸出電壓，從而在理想工作點向負(fù)載供電。

圖 2：基于 TPS63900 的電池前端

測量數(shù)據(jù)

在以下條件下進(jìn)行負(fù)載瞬態(tài)測量：

待機(jī)電流 (Iout)：999ms 內(nèi)為 158μA

活動電流 (Iout)：1ms 內(nèi)為 97.4mA

輸入電壓 (Vin)：3.6V

輸出電壓：3.0V

輸出電容：300μF

如圖 3 和圖 4 所示，TPS63900 能夠過濾從電池汲取的輸入電流，同時保持出色的效率和對輸出電壓的調(diào)節(jié)。

圖 3：TPS63900 的脈沖響應(yīng)

圖 4：TPS63900 在輸入電壓為 3.6V 時的效率

結(jié)語

通過在 2.5mm x 2.5mm 封裝或 21mm2總解決方案尺寸中結(jié)合超低待機(jī)電流消耗、出色的瞬態(tài)響應(yīng)、輸出噪聲水平和動態(tài)電壓調(diào)節(jié)，TPS63900 可幫助解決使用 LiSOCl2 電池時遇到的難題，以及傳統(tǒng)的更復(fù)雜高成本方法在很長時間內(nèi)都無法解決的難題。

圖 5：TPS63900 解決方案面積

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原文標(biāo)題：技術(shù)干貨 | 延長流量計電池壽命的5個優(yōu)秀實踐

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58、審核編輯:湯梓紅

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