Cần giúp về công nghệ sạc nhanh intelligent negotiation for optimum voltage(INOV).

[Huunghiaspkt]

Xin chào tất cả mọi người của diễn đàn Điện Tử Việt Nam.
Hiện tại em là sinh viên làm đồ án và muốn tìm hiểu về công nghệ sạc nhanh INOV. Tài liệu trên mạng thì em chỉ tìm hiểu được là nó có dãy điện áp sạc khá dài từ 3.6v tới 20v với 200mV mỗi bậc. Cơ bản của một bộ sạc pin Lithium là sạc ổn dòng sau đó sạc ổn áp. Và nhiệt độ sạc an toàn của pin Lithium là 5-45 độ C và áp suất là dưới 145psi. Vậy có phải công nghệ sạc nhanh sẽ đẩy dòng sạc trong quá trình sạc ổn dòng càng cao càng tốt nhưng vẫn phải đảm bảo an toàn khi sạc không ạ? Nếu có giới hạn về dòng sạc thì nó có liên quan gì tới C rate của pin Lithium không? Mong được thông não ạ!

[bqviet]

Em có đọc nhưng đọc chưa đến nơi, vẫn còn vướng mắc vào cái vỏ ngôn ngữ mà chưa hiểu bản chất vấn đề.

Xạc nhanh là gì ? là tăng tốc bơm năng lượng từ lưới, qua "cục xạc" vào cái điện thoại.

Muốn xạc nhanh thì phải làm sao ? tăng công suất, tức tăng dòng hoặc áp hoặc cả hai. Trước đây đường xạc điện thoại bị giới hạn bởi điện áp USB 5V, cách duy nhất là tăng dòng. Tuy nhiên tăng đến mức độ nào đó thì không còn hiệu quả nữa. Cái giới hạn thực tế là 5V 2A, vượt quá nó thì hiệu suất bộ nguồn (cục xạc) thấp, tổn hao trên dây tăng ... Cách duy nhất còn lại là tăng điện áp.

Bản chất đám công nghệ xạc nhanh chẳng qua là tăng điện áp lên, nhưng phải làm thế nào cho nó an toàn. Bên cục xạc tăng điện áp cao mà cắm vào cái điện thoại không hỗ trợ thì điện thoại, hay nói rộng ra là thiết bị cần xạc, cháy ngay. Thế nên mới sinh ra cái gọi là "intelligent negotiation" - đôi bên thảo luận với nhau.

Thay vì trước đây cục xạc đưa ra 1 điện áp cố định, điện thoại muốn xạc thế nào tùy ý, nay 2 bên "nói chuyện" với nhau để cục xạc tăng dần điện áp lên cao nhất có thể, nhưng vẫn nằm trong giới hạn an toàn mà điện thoại chịu được. Tất cả chỉ có thế. Còn cách "nói chuyện" như thế nào chẳng qua là đôi bên truyền tin cho nhau thông qua 2 sợi tín hiệu USB hiện vẫn còn trống chưa dùng thôi. Ví dụ chuẩn QuickCharge của Qualcomm là như vậy.

[Thangbpvn]

Hi bác bqviet nói quá chuẩn ạ.
Bạn Huunghiaspkt Huunghiaspkt việc sạc nhanh hay chậm đều phải tuân thủ các nguyên tắc về chỉ tiêu an toàn đối với pin Lith.
Cái bạn đang tìm hiểu nó cũng không có xa lạ mấy, mà gần đây smartphone lên ngôi thì có những quả pin khủng, do vậy yêu cầu cần là thiết bị sạc đáp ứng thời gian sạc phù hợp cho người dùng, vì vậy các công nghệ sạc 2.0, 3.0 dần ra đời.
Việc sạc nhanh cho quả pin dung lượng cao là vấn đề cấp thiết và phải nắm vững yêu cầu an toàn, các chỉ số I, V, A, t.. Không vượt quá giới hạn.
Như bạn đã biết việc sạc nhanh có thể thực hiện bằng tăng dòng hay tăng áp, thời gian trước khi smartphone mới lên ngôi thì chỉ có sạc 1.0, với nguồn áp 5/5.2V dần dần lên 2.0 và hơn nữa. Tuy nhiên việc tăng dòng cao/ quá cao cho thiết bị là điều cực kỳ nguy hiểm nên các nsx chỉ dừng lại ở mức 2.1A cho cổng USB mini thôi (thực ra các dòng sạc thị trường có thể cao hơn nhưng đo thực thế không thể đạt tối đa được) do vậy lựa chọn tăng áp kéo theo tăng dòng là phù hợp.
Vậy các cục sạc với áp cao thì thiết bị cần sạc cũng phải tương ứng.
Do vậy nó sẽ nhận ID sạc qua 2 dây trắng xanh còn lại của cáp usb. Máy tương thích sẽ hỗ trợ sạc nhanh. Máy thông thường thì chỉ sạc bình thường với dòng định mức 1A, 2A tùy loại sạc.

Nếu bạn làm đồ án với chủ đề này mà áp dụng cho smartphone thì nên nghiên cứu kỹ và nó sẽ hơi phức tạp nhưng cũng dễ làm. Nếu chỉ sạc cho quả pin rời để làm ứng dụng gì đó thì có thể sẽ hơi khó hơn xíu.

[Huunghiaspkt]

Cảm ơn 2 anh đã có góp ý cho em! Thực sự mọi thứ vẫn còn mơ hồ lắm, em đang tìm hiểu nếu tăng áp thì tăng bao nhiêu, dựa vào tiêu chí nào của pin để tăng điện áp thích hợp và tối ưu cho quả pin! Mấy anh có tài liệu gì về cách thức làm việc của cục sạc nhanh quick charger 3.0 không ạ? Tài liệu tiếng Anh cũng được ạ, em đọc được.Em tìm trên mạng thì nó chỉ nói qua loa không nói về thuật toán của nó! Nó có tuân theo nguyên tắc sạc cơ bản là sạc ổn dòng sau đó sạc ổn áp không? Công nghệ em tìm hiểu hiện tại đúng là sạc nhanh của Quick charger 3.0 đấy ạ!

[Huunghiaspkt]

Cho em hỏi ngoài lề là nếu em có 1 nguồn dc, trước tiên em qua mạch boost áp, sau đó em qua mạch buck, và lắp cho tải hoạt động, thì lúc này điện áp hoạt động của nguồn dc là điện áp sau mạch buck hay vẫn là sau mạch boost ạ ?

[Thangbpvn]

Cho em hỏi ngoài lề là nếu em có 1 nguồn dc, trước tiên em qua mạch boost áp, sau đó em qua mạch buck, và lắp cho tải hoạt động, thì lúc này điện áp hoạt động của nguồn dc là điện áp sau mạch buck hay vẫn là sau mạch boost ạ ?

Cái mạch này b cần là Buck-Boost DC-DC Converter.
Áp đầu ra sẽ là của boost nếu Vin thấp, và là của buck nếu Vin trội hơn so với áp chuẩn đầu ra b cần dùng.
2 mạch này hỗ trợ tương quan nhau nên khó để tách riêng mà so sánh áp nào của thằng nào lắm vì Vin qua boost rồi qua buck nữa. Thế nào 2 mạch này chả phải "giằng co" để đầu ra như ý b muốn.

[Thangbpvn]

Cảm ơn 2 anh đã có góp ý cho em! Thực sự mọi thứ vẫn còn mơ hồ lắm, em đang tìm hiểu nếu tăng áp thì tăng bao nhiêu, dựa vào tiêu chí nào của pin để tăng điện áp thích hợp và tối ưu cho quả pin! Mấy anh có tài liệu gì về cách thức làm việc của cục sạc nhanh quick charger 3.0 không ạ? Tài liệu tiếng Anh cũng được ạ, em đọc được.Em tìm trên mạng thì nó chỉ nói qua loa không nói về thuật toán của nó! Nó có tuân theo nguyên tắc sạc cơ bản là sạc ổn dòng sau đó sạc ổn áp không? Công nghệ em tìm hiểu hiện tại đúng là sạc nhanh của Quick charger 3.0 đấy ạ!

Cái này hơi suy nghĩ xíu nha.
Thực ra sạc mà 3.0 thì điện thoại đó phải hỗ trợ. Và không phải áp tăng từ cóc sạc đều vào pin mà nó phải qua 1 hay nhiều ic trung gian làm nhiệm vụ điều khiển áp và dòng sạc.
Cụ thể ngưỡng dòng sạc Imaxchar thì phụ thuộc điện lượng của pin và công nghệ pin theo tỉ lệ dòng sạc/điện lượng = 1/x (thông thường x là 10 và có thể thay đổi tùy loại pin)
Còn số áp từ cóc sạc vào nó phải theo ngưỡng áp sạc tối đa của pin đó.
Dòng và áp sạc cũng phải theo giai đoạn khi sạc 1 pin bất kỳ với 3 giai đoạn. Chỉ khác nhau là mỗi loại pin và công nghệ sạc khác nhau thì thời gian và mức sạc của 3 giai đoạn này là khác nhau thôi.
Giá trị sạc của dòng và áp phụ thuộc điện lượng còn lại của pin khi đem sạc so với điện lượng tổng của pin
Và nhiều thứ khác nữa...
Mà k biết dự án này b sạc riêng pin hay áp dụng cho smartphone?

[Huunghiaspkt]

Hình như là vậy đó ạ! vì em đo áp trên 1 cục sạc nhanh của samsung thì áp ra nó là khoản 8.6V nhưng áp này không thay đổi, vậy sạch nhanh là do điện thoại quyết định, và nó nhận câu trả lời từ cục sạc là " Mày có đủ sức làm việc với tao không?" Mà trong điện thoại thì em không thể đo được :3 ! Cái bây giờ em muốn tìm hiểu là điện áp vào pin nó như thế nào? Dựa vào tiêu chí gì để tăng áp? để em dùng VDK làm một bộ điều khiển sac tương tự như mấy con ic tích hợp trong điện thoại! Đề tài em làm là sạc pin lithium ngoài chứ không phải làm cho điện thoại ạ.

[bqviet]

INOV chỉ có ý nghĩa khi hệ thống (tạm gọi như vậy) gồm 2 thành phần là thiết bị đầu cuối (điện thoại, máy tính bảng ...) và cục xạc. Chúng thường được sản xuất bởi nhiều nhà sản xuất khác nhau, cần nói chuyện với nhau. Như thế mới cần chuẩn, cần giao thức ...

Một khi đã thiết kế mạch để nạp cục pin li-ion nghĩa là mọi thứ nằm trong tầm quản lý của mình rồi, thích nạp sao thì nạp miễn sao nằm trong giới hạn cho phép của pin. INOV không có ý nghĩa gì ở đây. Cách nạp của pin li-ion về cơ bản cũng tương tự bình điện chì-axit : ban đầu ổn dòng để đầy khoảng 75% dung lượng, sau đó ổn áp để đầy hẳn.

Cụ thể với pin li-ion thường nạp dòng 1C, áp giới hạn là 4,2V. Thiết kế cái mạch ổn dòng hạn áp CC-CV (constant current - constant voltage) là xong thôi. Thậm chí còn không cần dùng tới vi điều khiển, có vđk thì tốt nhưng về nguyên tắc nguồn CC-CV dùng linh kiện thuần phần cứng cũng đủ.

Yêu cầu đơn giản như vậy thì còn phải nghiên cứu gì nữa ? cứ thế mà thiết kế thôi.

[Huunghiaspkt]

INOV chỉ có ý nghĩa khi hệ thống (tạm gọi như vậy) gồm 2 thành phần là thiết bị đầu cuối (điện thoại, máy tính bảng ...) và cục xạc. Chúng thường được sản xuất bởi nhiều nhà sản xuất khác nhau, cần nói chuyện với nhau. Như thế mới cần chuẩn, cần giao thức ...

Một khi đã thiết kế mạch để nạp cục pin li-ion nghĩa là mọi thứ nằm trong tầm quản lý của mình rồi, thích nạp sao thì nạp miễn sao nằm trong giới hạn cho phép của pin. INOV không có ý nghĩa gì ở đây. Cách nạp của pin li-ion về cơ bản cũng tương tự bình điện chì-axit : ban đầu ổn dòng để đầy khoảng 75% dung lượng, sau đó ổn áp để đầy hẳn.

Cụ thể với pin li-ion thường nạp dòng 1C, áp giới hạn là 4,2V. Thiết kế cái mạch ổn dòng hạn áp CC-CV (constant current - constant voltage) là xong thôi. Thậm chí còn không cần dùng tới vi điều khiển, có vđk thì tốt nhưng về nguyên tắc nguồn CC-CV dùng linh kiện thuần phần cứng cũng đủ.

Yêu cầu đơn giản như vậy thì còn phải nghiên cứu gì nữa ? cứ thế mà thiết kế thôi.

Nhưng đó là sạc bình thường đâu phải sạc nhanh đâu ạ! Sạc nhanh hình như dòng sạc và áp sạc cao hơn so với sạc 5v 2A

[dinhthuong80]

Để đáp ứng sạc nhanh pin li-ion rời hẳn phải dùng vđk, vì cần phải đo để ước lượng dung lượng pin(đo áp, xuất xung sạc, đo áp, xuất xung xả, đo áp,...tính toán dung lượng).
Sau khi biết tương đối dung lượng pin cần nạp mới quyết định nạp với dòng bao nhiêu trong bao lâu( sẽ nạp dòng 2C-2.5C chẳng hạn) rồi mới chuyển hạn áp. Và việc không thể thiếu trong lúc sạc nhanh là giám sát nhiệt độ nữa để tạm ngưng xung sạc hay giảm dòng nạp, nếu không thì bùm!!!!💥

[bqviet]

Bạn này nhầm lẫn về vai trò từng thiết bị trong hệ thống INOV : máy điện thoại và cục xạc. Bản thân cái gọi là "cục xạc" đấy không xạc pin, mà chỉ đóng vai trò bộ nguồn AC-DC. Xạc cho cục pin là chính cái máy điện thoại. Trước đây cục xạc bị giới hạn bởi điện áp 5V (chuẩn USB) và cường độ dòng 2A (thực tế chỉ đến thế) nên năng lượng mà nó truyền tới máy điện thoại cũng bị giới hạn, mặc dù cái điện thoại có khả năng xạc nhanh hơn nữa, có thể dùng nhiều năng lượng (từ cục xạc) hơn nữa.

Vì thế mới sinh ra INOV - đôi bên nói chuyện với nhau để tăng áp lên, truyền tải nhiều năng lượng từ cục xạc tới máy điện thoại, để máy điện thoại bơm mạnh hơn vào pin. Xạc nhanh ở đây nghĩa là tăng năng lượng truyền tài từ cục xạc tới máy điện thoại, còn việc máy điện thoại xạc như thế nào là chuyện riêng của nó, không liên quan gì tới INOV.

Nhưng cuối cùng, bản thân cục pin cũng bị giới hạn bởi dòng xạc. Đây là giới hạn về mặt vật lý, không có mạch miếc nào vượt qua được. Còn cái điện áp 4,2V cũng là giới hạn vật lý của mỗi cell li-ion. Vượt qua nó thì giảm tuổi thọ, cháy nổ ...

Khi đã tự thiết kế mạch xạc rồi thì có nghĩa là mình làm 1 thiết bị duy nhất để bơm năng lượng từ lưới vào trong cục pin, không phải là 2 thiết bị rời rạc như trên. Thích bơm thế nào thì bơm, miễn sao không vượt quá cái giới hạn vật lý kể trên. Cũng không cần quan tâm tới INOV hay QuickCharge ... gì gì. Bởi vì chỉ có 1 thiết bị duy nhất.

Muốn xạc nhanh ? thiết kế cái nguồn ổn dòng có cường độ dòng ra lớn lên, lớn hơn nữa. Nhưng coi chừng quá ngưỡng cho phép của cell li-ion là ... đoàng.

[Huunghiaspkt]

Để đáp ứng sạc nhanh pin li-ion rời hẳn phải dùng vđk, vì cần phải đo để ước lượng dung lượng pin(đo áp, xuất xung sạc, đo áp, xuất xung xả, đo áp,...tính toán dung lượng).
Sau khi biết tương đối dung lượng pin cần nạp mới quyết định nạp với dòng bao nhiêu trong bao lâu( sẽ nạp dòng 2C-2.5C chẳng hạn) rồi mới chuyển hạn áp. Và việc không thể thiếu trong lúc sạc nhanh là giám sát nhiệt độ nữa để tạm ngưng xung sạc hay giảm dòng nạp, nếu không thì bùm!!!!💥

em thấy ngưỡng sạc của pin lion là 4.2v, chúng ta có thể vượt ngưỡng sạc này miễn sao đảm bão điều kiện an toàn cho pin phải không a?

[Huunghiaspkt]

Bạn này nhầm lẫn về vai trò từng thiết bị trong hệ thống INOV : máy điện thoại và cục xạc. Bản thân cái gọi là "cục xạc" đấy không xạc pin, mà chỉ đóng vai trò bộ nguồn AC-DC. Xạc cho cục pin là chính cái máy điện thoại. Trước đây cục xạc bị giới hạn bởi điện áp 5V (chuẩn USB) và cường độ dòng 2A (thực tế chỉ đến thế) nên năng lượng mà nó truyền tới máy điện thoại cũng bị giới hạn, mặc dù cái điện thoại có khả năng xạc nhanh hơn nữa, có thể dùng nhiều năng lượng (từ cục xạc) hơn nữa.

Vì thế mới sinh ra INOV - đôi bên nói chuyện với nhau để tăng áp lên, truyền tải nhiều năng lượng từ cục xạc tới máy điện thoại, để máy điện thoại bơm mạnh hơn vào pin. Xạc nhanh ở đây nghĩa là tăng năng lượng truyền tài từ cục xạc tới máy điện thoại, còn việc máy điện thoại xạc như thế nào là chuyện riêng của nó, không liên quan gì tới INOV.

Nhưng cuối cùng, bản thân cục pin cũng bị giới hạn bởi dòng xạc. Đây là giới hạn về mặt vật lý, không có mạch miếc nào vượt qua được. Còn cái điện áp 4,2V cũng là giới hạn vật lý của mỗi cell li-ion. Vượt qua nó thì giảm tuổi thọ, cháy nổ ...

Khi đã tự thiết kế mạch xạc rồi thì có nghĩa là mình làm 1 thiết bị duy nhất để bơm năng lượng từ lưới vào trong cục pin, không phải là 2 thiết bị rời rạc như trên. Thích bơm thế nào thì bơm, miễn sao không vượt quá cái giới hạn vật lý kể trên. Cũng không cần quan tâm tới INOV hay QuickCharge ... gì gì. Bởi vì chỉ có 1 thiết bị duy nhất.

Muốn xạc nhanh ? thiết kế cái nguồn ổn dòng có cường độ dòng ra lớn lên, lớn hơn nữa. Nhưng coi chừng quá ngưỡng cho phép của cell li-ion là ... đoàng.

Dạ em cũng hiểu sơ sơ rồi! Cảm ơn anh, nhưng vấn đề em còn thắc mắc là điện áp và dòng điện trong lúc sạc tới ngưỡng bao nhiêu và trong thời gian bao lâu? Tại sao người ta sạc như vậy? Nếu pin cạn và nhiệt độ an toàn không quá 40 độ C và áp suất không quá 150psi? Vậy lúc đầu em cấp cho nó 10V sau đó đọc nhiệt độ và áp suất tới mức giới hạn thì dừng lại được không?

[dinhthuong80]

Trời ơi, ngưỡng an toàn về áp của pin li-ion là 4.2V, li-po là 4.3V, quá là dễ tới ngưỡng nổ đấy!
Đã bảo là sạc nhanh thì cứ theo tiêu chuẩn hiện tại của người ta: pin hết sạc 15-30min đạt 50-80%, vì thế mới cần tính dung lượng!