Липо батерије за електронске полице Етикете: Водич за избор

Како изабрати литијум-полимерну батерију за електронску полицу

Електронска етикета на полици може да прође скоро цео дан у сну, а затим тражи од своје батерије да испоручи кратак избијај струје за бежичну комуникацију, ажурирање електронског папира или упозорење на ЛЕД. Овај необичан образац оптерећења чини избор батерије за ЕСЛ компликованијим него једноставно усаглашавање напона и капацитета.

Батерија која добро функционише у носивом уређају можда неће пружити исти животни век у дигиталној цене. Проектант ЕСЛ-а мора узети у обзир струју за спијање, фреквенцију ажурирања, пулсну струју, оперативну температуру, доступни простор и начин на који ће се батерија заменити или напунити.

Литијумске полимерске батерије могу бити добар избор за танке, пуњење или богате електронским етикетама. Међутим, они нису аутоматски најбоље решење за сваки дизајн ЕСЛ-а. Многи конвенционални етикети и даље користе примарне литијум-манган диоксид батерије због њиховог ниског самоиспуштања и дугог времена складиштења.

Правилна одлука почиње са стварним пословним профилом ЕСЛ.

Која се врста батерије користи у електронској етикети?

Већина електронских етикета на полицама користи екран на електронском папиру комбиновани са микроконтролером ниске снаге и бежичним комуникационим системом као што је Блуетоут Лов Енерги или власнички протокол под ГГц.

Пошто електронски папир задржава слику без континуиране напајања, етикета може дуго да остане у режиму неактивности. Електричност је углавном потребна када етикета прима податке, обнавља свој екран, мишиће ЛЕД или комуницира са капијом.

Обично се разматрају две категорије батерија.

Литијумске батерије

Примарне литијум-манган диоксидне батерије, укључујући монетне ћелије и ћелије тенеке торбе, широко се користе у ЕСЛ-овима ниске снаге дизајнираним за неколико година рада без пуњења.

Њихове главне предности укључују:

• Ниско самоиспуштање

• Дуг рок трајања

• Једноставна архитектура енергије

• Нема кола за пуњење

• Добра погодност за ретке ажурирање екрана

Главно ограничење је да се батерија мора на крају заменити или да се етикета мора извући из употребе.

Завршене литијумске полимерске батерије

Наплаћене литијумске полимерске батерије су погодније када ЕСЛ има дефинисан начин пуњења или када његове карактеристике захтевају више енергије од традиционалне етикете са малом потрошњом.

Типичне апликације укључују:

• Завршене електронске цене

• Велики или често ажурирани екрани

• Етикети са чешће активним ЛЕД-ом

• Интерактивне ознаке са дугметима или сензорима

• Већесточне логистичке и складишне етикете

• ЕСЛ системи са соларним осјећањем или контактним пуњењем

• Ултра-тънки уређаји са прилагођеним унутрашњим распоредом

Липо ћелија која се може напунити има номинални напон од 3,7 или 3,85 В, у зависности од хемије и спецификације за наплату. ИЦ за пуњење, заштитно коло и опсег напона система морају бити дизајнирани око одабране ћелије.

Такође је важно да се батерија не идентификује само по паковању. Тенека, флексибилна батерија за торбу може бити пуњава литијум-јонска полимерска ћелија или непуњава литијум-манган диоксид ћелија. Ови производи имају различите напоне, захтеве за пуњење и карактеристике трајања.

Када литијум-полимерна батерија има смисла за ЕСЛ?

Литијум-полимерска батерија нуди највећу вредност када су облик, дебљина и пуњење важније од постизања најдужег могућег живота без надзора из примарне ћелије.

Његова структура торбе омогућава батерији да користи правоугаонски или на други начин теже унутрашње просторе ефикасније од ћелије са фиксним дијаметром. Клетка се такође може снабдевати прилагођеним жицама, спојницима, наметкама, заштитним колама и сензорима температуре.

Липо треба размотрити када:

• ЕСЛ укључује контакте за пуњење, док за пуњење или прикупљање енергије

• Окретни је сувише танка или неправилна за стандардне монетне ћелије

• Етикет се обнавља чешће од конвенционалне цене

• Дизајн укључује ЛЕД-е, сензоре, дугме или друге интерактивне функције

• Очекује се да ће се батерија пунити током трајања производа

• Стандардна батерија не може ефикасно да користи доступни унутрашњи простор

За ЕСЛ који ће радити пет, десет или више година без пуњења, примарна литијумска хемија и даље може бити практичнија опција. Липо ћелија која се може напунити не би требало да се бира само зато што се уклапа у кутију.

1. у вези са Почни са доступним простором

Дебљина је често прво механичко ограничење у електронској етикети. Батерија се налази иза или поред екрана, док корпус мора остати довољно танко да се уклапа у стандардне рељеве полице.

Дизајн треба да има више од номиналних димензија приказаних на цртежу ћелије.

Обезбедите простор за толеранцију дебелине и проширење

Поједица за торбу не би требало да буде чврсто стиснути између задње кутије и модула за електронски папир. Дебљина ћелије варира у зависности од производње толеранције, стања наплате, температуре и старења.

Потребна дозвола треба да се договори са добављачем батерије користећи стварну спецификацију ћелије. Фиксирани проценат не би требало да се примењује на сваку батерију јер понашање експанзије зависи од хемије ћелије, капацитета, конструкције и услова рада.

Механички дизајн треба да:

• Избегавајте директен притисак на екране на електронском папиру

• Држите ћелију далеко од оштрих пластичних ребра и вијача

• Обезбедите прозор око ивица торбе и подручја за запљуштање

• Пречекајте кретање без чврсто компресирање ћелије

• Поддршка жица и трака против понављања вучења или вибрација

• Размислите о уклањању и замене батерије током сервиса

За закрепљење батерије може се користити пена, контролисане лепило или одговарајући поднос за батерију. Изабран материјал мора бити компатибилан са ћелијским торбом и очекивани температурни опсег.

Не бирају батерију од величине екрана само

Велики екран обично захтева више енергије по обнављању, али величина екрана није једини фактор. Две етикете са истим величином екрана могу имати веома различите захтјеве за енергију због њиховог радио протокола, фреквенције ажурирања, понашања ЛЕД-а и фирмвера.

Коначне димензије батерије треба да се заснивају на потпуном механичком распореду и промеритом профилу снаге.

Сценарио пројектовања ESL	Типични дизајн батерије	Главне тачке које треба проверити
Компактна, пуњење етикете	Тонка једноклетна ЛиПо са прилагођеним оловом или таблама	Минимална дебљина, метода пуњења и врхунска струја
Средња ознака са честим ажурирањем	Липо са више капацитета	Показак обновљиве енергије, радио догађаја и корисне капацитете
Велика или интерактивна етикета	Велики ЛиПО или раствор паралелне ћелије	ЛЕД оптерећење, фреквенција ажурирања, заштитно коло и време пуњења
Етикет за хладно складиштење	Нискотемпературна ћелија или алтернативна примарна хемија	Ограничења на напон импулса, перформансе пуштања и пуштања
Длинживесна етикета без пуњења	Примарна литијумска батерија често је пожељна	Самоиспуштање, способност пулса и стратегија замене

Ова табела је почетна тачка за пројектовање, а не препорука за капацитет. Капацитет се израчунава на основу мерене потрошње уређаја.

2. Уколико је потребно. Изградите реалистичан буџет за енергију

Просечна струја ЕСЛ-а може изгледати изузетно ниско, али само просечна струја не показује да ли батерија може подржати свако ажурирање екрана.

Правилни буџет за енергију треба да укључује:

• ЦУ Слите струје

• Радио спремност и примање струје

• Прометна струја

• Е-папир обновљање струје и трајање

• ЛЕД струја и време блицања

• Активност сензора или дугмета

• Губици регулатора напона

• Потрошња кола за заштиту батерије

• Струја у заредном кругу

• Очекивани неуспехи у ажурирањем и ретрансмисије

Дневна потрошња се може проценити као:

Дневна употреба капацитета = потрошња спавања + потрошња комуникација + потрошња освежавања екрана + потрошња додатака

За појединачни догађај:

Потрошња догађаја у мАх = струја догађаја у мА × трајање догађаја у сати × догађаји дневно

Процењена оптерећења током планираног периода рада треба да се затим прилагоде за:

• Употребљива капацитета на напону за одбијање система

• Смањење капацитета на ниске температуре

• Старење ћелија

• Само-излачење

• Gubitaka pri konverziji

• Промени у производњи

• Инжењерска резерва

Не израчунавајте трајање батерије из номиналне капацитета подељеног по просечном струји и тамо престаните. Овај метод игнорише пад напона повезан са импулсом, температуру и капацитет који остаје недоступан испод минималног радног напона система.

Измерено је радно прототип

Листи са подацима о компонентама су корисни током раног пројектовања, али коначни избор батерије треба да се заснива на мерењима из стварног прототипа ЕСЛ-а.

Употребити анализатор снаге или инструмент за снимање струје за снимање:

• Ток дубоког сна

• Догађаји повезивања са капијом

• Нормално ажурирање екрана

• Ажурирање на пуном екрану или вишебојном

• Употреба ЛЕД-а

• Неиспуњена комуникација и догађаји поновног покушаја

• Рађење на минималним и максималним температурама

Ово мерење често открива кратке оптерећења која недостају из почетног табеле.

3. Уколико је потребно. Проверите пулсну струју и напон на крају живота

Радио-уређаји за ESL и екрани за електронски папир стварају кратке пулсе струје. Чак и када је укупна енергија коју користи сваки импулс мала, напон батерије може привремено да падне због импеданце ћелије.

Проблем постаје озбиљнији када:

• Батерија је хладна.

• Остатак капацитета је низак

• Клећа је постарела.

• Актуелна ажурирање је високо

• Заштитни кола или конектор додаје отпор

Ако напон падне испод прага за блокирање поднапоњења MCU, етикета се може ресетирати током ажурирања. Затим се може поново покренути, поново повезати и поновити исту операцију, потрошавајући још више енергије.

Стога би процени батерије требало да се укључе:

• Унутрашњи отпор ЦЦ

• Напетост испод очекиване оптерећења импулсом

• Трајање пулса

• Напречење за одбијање система

• Предњи праг за прелазак у ЦУ

• Опорности коннектора и жица

• Перформансе у стању ниског пуњења

• Перформансе на најнижој оперативној температури

Већа номинална капацитета не мора нужно да реши проблем пулса. Конструкција ћелије, дизајн електрода, температура и отпор круга могу бити једнако важни.

4. Уколико је потребно. Пажљиво поступај са тврдњама о службеном животу

Тврдња за трајање батерије у ЕСЛ-у важи само када су дефинисани услови рада.

Изјава као што је "до десет година" треба да наведе или да се барем заснива на:

• Број ажурирања дневно

• Тип приказа и број боја

• Фреквенција бежичне комуникације

• Употреба ЛЕД-а

• Оперативна температура

• Услови мреже

• Стап струја

• Хемија батерија

• Напречење за одбијање система

Поновљавајуће литијумске полимерске ћелије доживљавају самоиспуштање и календарно старење чак и када се не циклишу често. Њихова дуготрајна задржавање зависи од температуре, стање наплате и конструкције ћелије. Зато није сигурно претпоставити да свака ЛиПо ћелија има годишњу стопу самоиспуштања од самог једног до два одсто.

За вишегодишњи пројекат, затражите од добављача податке о задржавању, складиштењу и старењу за предложену ћелију. Резултати убрзаних испитивања треба да се прегледају заједно са стварним условима примене.

Ако нема методе пуњења и главни захтев је што дужи могући живот без одржавања, упоредите ЛиПо дизајн са одговарајућим примарним литијумским раствором пре финализовања архитектуре.

5. Појам Рано размислите о операцији хладног ланца

Електронске етикете на полицама које се користе у хладнокварним екранима и подручјима за замрзнуту храну представљају другачији изазов за батерије.

На ниским температурама, импеданца ћелије се повећава, а доступни капацитет пада. Пад напона током радио преноса или обнављања електронског папира може постати довољно велики да ресетира систем, чак и када батерија још увек садржи употребљиву енергију.

Наплаћене литијум-јонске батерије такође имају значајна ограничења пуњења на ниским температурама. Стандардна ЛиПо ћелија не би требало да се напуни испод температуре коју је навео њен произвођач. Система може захтевати:

• Клетка која се користи за ниску температуру

• Пуњач са сензором температуре и залагањем инхибитора

• Смањена струја пуњења

• Различна хемија батерије

• Фирмавеер који ограничава догађаје са великим оптерећењем када је батерија хладна

• Већа граница напона изнад границе MCU

За апликације у замрзивачу, испробајте комплетне етикете у температурној комори. Подаци о капацитету на собној температури не могу прецизно предвидети перформансе хладног пулса.

6. Уколико је потребно. Проценимо структуру ћелија без ослањања на једну ознаку

Конструкција наклапаних електрода може бити корисна за танке ћелије и може понудити добру контролу димензија. Конструкција рана се такође широко користи и може да се поуздан ради када је правилно дизајнирана и произведена.

Превише је једноставно претпоставити да је свака клетка која се спаја боље од сваке ћелије ране.

Уместо тога, упоредите стварне спецификације и податке о испитивању за:

• Толеранција дебелине

• Унутрашњи отпор ЦЦ

• Перформансе пулса

• Живот цикла

• Повођење складиштења

• Оток под одређеним условима

• Нискотемпературно испуштање

• Хранилиште на високом температури

• Космичност у односу на лота

Прави конструкција је та која задовољава електричне и механичке захтеве ЕСЛ са доследним квалитетом производње.

7. Потврдити захтеве за безбедност и транспорт

У складу са овим стандардима треба планирати пре него што се замрзне димензије батерије и електрични дизајн.

Потребе се разликују по тржишту и по томе да ли се ћелија испоручује одвојено, инсталирана у опрему или монтирана у заштићену батерију. Заједнички стандарди и тестови могу укључивати:

• УН 38.3 за испитивање транспорта литијумских батерија

• ИЕЦ 62133-2 за преносне запечаћене секундарне литијумске ћелије и батерије

• УЛ 1642 за литијумске ћелије у релевантним апликацијама

• УЛ 2054 за одређене батеријске пакове за домаћинство и комерцијалне употребе

• Регионални захтеви који се примењују на комплетан ЕСЛ производ

Извештај о испитивању за један модел ћелије не покрива аутоматски модификовану конструкцију, другу комбинацију ћелија или новодизајниран пакет батерија. Потврдите да се документи односе на тачну батерију која је достављена за пројекат.

Спецификација батерије такође би требала дефинисати:

• Максимално напон за пуњење

• Ток пуњења и пуњења

• Ограничења заштите

• Температура рада и складиштења

• Идентификација ћелије и паковања

• Поларитет конектора

• Употреба жица и трака

• Тражебилност производње

8. Уколико је потребно Питања која треба да поставите добављачу батерија ESL

Пре наручења прототипа, обезбедите добављачу више од жељеног напона и капацитета.

Корисна захтев за ЕСЛ батерије треба да укључује:

1. Доступне димензије купе за батерије

2. Максимално дозвољена дебљина

3. Називни и радни опсег напона

4. Измерени ток за спавање

5. Максимална струја и трајање пулса

6. Број ажурирања дневно

7. Радио протокол

8. Величина екрана и конфигурација боја

9. Улазни диод или сензорски профил

10. Температура рада и складиштења

11. Намерни животни век

12. Метода наплате, ако је примењиво

13. Употреба електричних уређаја

14. Потребне сертификације и тржишта одредишта

15. Прототип и годишње производње

Уколико се ова информација предостави рано, лакше је утврдити да ли је стандардна ћелија погодна или да ли је оправдано прилагодити батерију.

Често постављана питања

Која је најбоља батерија за електронску етикету?

Не постоји једна најбоља батерија за сваки ЕСЛ. Примарне литијум-манган диоксид батерије се широко користе за дуготрајне, мало ажуриране етикете. Наплаћене литијум-полимерске батерије су погодније за танке, наплаћене, често ажуриране или богате функцијама.

Да ли литијум-полимерска батерија може да напаја ЕСЛ 10 година?

Не би требало да се претпоставља без тестирања специфичног за апликацију. Живот зависи од хемије ћелија, капацитета, самоиспуштања, температуре, струје за спавање, фреквенције ажурирања и перформанси пулса. Наполни систем ЛиПо такође треба реалистичну стратегију пуњења или одржавања.

Како се израчунава капацитет батерије ESL?

Капацитет се треба израчунати на основу мерених струја за спијање, бежичних догађаја, обнављања екрана, ЛЕД-ова и других оптерећења. Резултат мора да укључује губитке, старење, ефекте температуре, користан капацитет на напону одсека и инжењерску резерву.

Зашто се ESL ресетира током ажурирања екрана?

Уобичајени узрок је привремени пад напона под пулсном оптерећењем. Хладна температура, старе батерије, висок унутрашњи отпор, танке жице или отпор конектора могу гурати напон набавке испод минималног радног нивоа MCU.

Да ли се стандардна ЛиПО ћелија може користити у замрзивачу?

Само ако је ћелија означена и испитана за потребну температуру. Морају се узети у обзир и способност пуштања на ниске температуре и ограничења пуњења. Неки пројекти хладног ланца могу бити боље послужени специјализованом ћелијом ниске температуре или примарном литијумском хемијом.

Завршне мисли

Избор литијум-полимерне батерије за електронску етикету је инжењерска одлука на нивоу система. Капацитет је важан, али и толеранција дебелине, пулсна струја, напон за одбијање, температура, старење и стратегија пуњења.

За танке ESL батерије које се могу пунити, прилагођена LiPo ћелија може боље искористити унутрашњи простор и поједноставити механичку интеграцију. За конвенционалну етикету за коју се очекује да ће радити много година без пуњења, примарна литијумска батерија може пружити одговарајућу равнотежу између трајања рада и трошкова одржавања.

Ковон подржава пројекте батерија са електронским етикетама са стандардним и прилагођеним опцијама батерија, укључујући процену величине ћелије, жице, коннекторе, налепнице, заштитне кола и конфигурацију батерије специфичну за апликацију.

Да бисте проценили ЕСЛ батерију, пошаљите нам доступни простор батерије, опсег напона, фреквенцију ажурирања, оперативну температуру и очекиван годишњи број. Наш тим може помоћи да прегледа захтеве и препоручи одговарајуће решење за батерије.