A Nisshinbo desenvolve CIs de alta precisão para baterias de íon-lítio mais seguras

No nosso mundo cada vez mais digital, as baterias de íons de lítio tornaram-se a linhagem da electrónica moderna, alimentando tudo, desde smartphones e laptops até veículos elétricos e dispositivos médicos.No entanto, estas fontes de energia densas exigem mecanismos de protecção sofisticados para garantir a segurança e a longevidade.

Os circuitos integrados especializados servem como primeira linha de defesa contra potenciais perigos da bateria.Prevenção de condições perigosas que possam comprometer o desempenho do dispositivo e a segurança do utilizador.

Quando as células de iões de lítio excedem os limites de tensão projetados, podem ocorrer reações químicas irreversíveis.Interrupção instantânea do carregamento quando os limiares são atingidosOs circuitos avançados alcançam uma precisão de detecção de ± 25 mV, permitindo um carregamento óptimo, mantendo a segurança.

A descarga profunda pode danificar permanentemente a química da bateria. ICs de proteção evitam isso desconectando cargas quando a tensão cai abaixo dos níveis seguros.As implementações modernas apresentam corrente quiescente ultra-baixa (muitas vezes abaixo de 1μA) para minimizar o consumo de energia em estado de espera.

Com os requisitos de energia do dispositivo crescendo exponencialmente, o monitoramento atual tornou-se cada vez mais sofisticado.Sensores baseados em FET para correntes moderadas e sensores baseados em resistores de precisão para aplicações de alta corrente superiores a 5A.

Muitos ICs de proteção avançada incorporam agora uma compensação de temperatura, ajustando os limiares de proteção com base nas condições ambientais.Isto impede falsos gatilhos durante a operação a temperaturas extremas, mantendo as margens de segurança adequadas.

A evolução da tecnologia de protecção das baterias concentrou-se em três áreas-chave:

• Medição de precisão:Os circuitos analógicos CMOS modernos alcançam precisão de detecção de tensão dentro de ± 20 mV, permitindo perfis de carregamento mais agressivos sem comprometer a segurança.
• Eficiência energética:Os projetos de circuitos inovadores reduzem a corrente operacional para níveis de nanoampere, particularmente cruciais para dispositivos IoT sempre ligados.
• Densidade de integração:As tecnologias avançadas de embalagem permitem soluções completas de proteção em pegadas inferiores a 2 mm2, essenciais para aplicações portáteis com espaço limitado.

As diferentes categorias de dispositivos exigem estratégias de protecção adaptadas:

• Eletrônicos de consumo:Os smartphones e tablets dão prioridade ao tamanho compacto e ao consumo de energia extremamente baixo.
• Ferramentas de alta potência:Aplicações industriais exigem uma gestão de corrente robusta de até 30A com gestão térmica precisa.
• Dispositivos médicos:A fiabilidade e a operação à prova de falhas têm prioridade, muitas vezes exigindo circuitos de proteção redundantes.
• Veículos elétricos:As pilhas de pilhas multicelulares exigem um equilíbrio de células sofisticado, juntamente com funções básicas de proteção.

As tendências emergentes incluem:

• Integração de IC de protecção com sistemas de gestão de baterias (BMS)
• Implementação de algoritmos de aprendizagem de máquina para proteção preditiva
• Desenvolvimento de arquiteturas de circuitos de auto-reparação
• Adopção de semicondutores de banda larga para aplicações de alta tensão

À medida que a tecnologia de baterias continua a evoluir, os IC de protecção desempenharão um papel cada vez mais vital naSoluções de armazenamento de energia mais eficientes em todos os sectores da indústria electrónica.