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标题: 使嵌入式控制系统电池寿命最大化的低功耗模拟技术 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-5-4 18:09 标题: 使嵌入式控制系统电池寿命最大化的低功耗模拟技术

关键字：嵌入式电池寿命模拟技术
电池是便携式电子设备的核心，提供为内部电路供电所需的电能。由于电池的作用如此关键，因此有必要对当前便携式电子设备中的各种电池化学成分以及其中几种成分的特性进行简要介绍。目前，便携式电子设备中的电池化学成分主要有四种类型，分别是碱性、镍镉（NiCd）、镍氢（NiMH）和锂离子（Li-Ion）。
碱性电池基于锌与二氧化锰之间的反应。典型的碱性电池在充满电时可产生约1.5V的电压。电池的电压将随着电能的消耗而降低，当电能消耗90%时电压约为0.9V。碱性电池的容量相对较大，但内阻也高，因此对于漏电流较大的应用（例如照相机闪光灯、遥控汽车和电动工具），此类电池的效率非常低。

镍镉电池仍被用于高电流应用。这种电池非常耐用，而且成本低。镍镉电池的标称电压为1.2V，在电池寿命结束时电压将降至0.9V。由于其能量密度相对较低，并且存在有毒金属，因此越来越多的应用不再使用镍镉电池。镍镉电池的另外一个缺点是需要定期完全放电。这用来防止电池板上形成大块晶体，因为这种晶体会影响电池的寿命和性能。

镍氢电池比镍镉电池更为普及，因为镍氢电池更加环保，并且能量密度高出约40%。镍氢电池的标称电压约为1.25V，在电池寿命结束时电压将低于1.0V。但是，镍氢电池不如镍镉电池耐用，在大负载和极端温度下工作时，电池寿命会缩短。镍氢电池还有相当高的自放电速率。

锂离子电池已成为主导，大多数便携式消费类电子设备均采用这种电池化学成分。单节锂离子电池充满电时的开路电压约为3.6V，当电量完全耗尽时电压将降至约2.7V。这种电池化学成分具有多种优点，包括重量轻、电压高以及可塑性强（对于锂聚合物电池）。此外，锂离子/锂聚合物电池的能量密度还在不断增大（当前大约是标准镍镉电池的二倍），而成本在不断降低。锂离子电池的缺点是过充有可能会导致爆炸。出于安全考虑，一些制造商在对尺寸和重量要求不是特别严格的应用中仍采用镍氢电池。

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