14.8V 2.6Ah 台式POS机12V随充随放备用电池设计方案

前言：与普通商业主板比较，工业主板以市电供电为主；在需求不断发展，功能不断增多的情况下，很多便携式产品均有工业主板特性的要求。由于户外无法进行市电供电，且主板没有备用锂电池的充电电路及相关转换及切换电路，导致无法直接匹配常规锂电池以方便便携式产品在户外直接使用。在这种情况下，工业主板微小型的具备随充随放电池功能的便携式产品成为一种主流模式。台式POS机12V随充随放备用电池即针对此种12V市电供电的工业主板专项开发以满足便携式设备的户外使用，该方案通过集成相关充电电路、升降压电路、输入输出转换电路以达到同一端口随充随放功能，无需将充电放电分开操作使用，最大功率可以满足100W以内的工业主板供电需求。

设计要求
一、台式POS机12V随充随放备用电池设计要求：  
本台式POS机12V随充随放备用电池针对12V市电供电并满足户外使用的工业主板专项开发，通过集成相关充电电路、升降压电路、输入输出转换电路以达到同一端口随充随放功能，无需将充电放电分开操作使用。
1）锂电池组型号设计要求：18650-4S/2.6Ah/14.8V，可以满足最大功率25W的工业主板至少工作一小时。
2）输入、输出特性：输入、输出采用同一端口，并采用输入/输出自动切换功能。
    1、输入特性：在有市电（DC：12V/5A）的情况下，市电可以同时给主板和锂电池组充电。
    2、输出特性：在无市电的情况下，电池会自动输出12V/3A的特性，以满足主板供电。
    3、状态特性：输入/输出状态通过转换电路进行自动切换，不会存在因为延时而导致主板关机或重启等现象。
3）充放电指示：根据客户要求调整指示灯的数量，提供充放电过程中的电量保持、电池充饱或低电压报警指示。
4）保护板基本特性
    1、单节过充保护电压：4.35±0.25V
    2、单节过充恢复电压：4.10±0.10V
    3、单节过放保护电压：2.40±0.08V
    4、单节过放恢复电压：3.00±0.10V
    5、组合电池过流保护值（10ms）：8~12A
    6、组合电池过温保护值（可恢复）：70±5℃
    7、成品电池还具备短路保护。
5）电池循环寿命设计要求：300~500次（国标充放电标准）
6）电池外型尺寸设计要求：参考实际电池外壳尺寸。

二、台式POS机12V随充随放备用电池设计方案：
1） 智能升降压模块电路：主要是对适配器输入12V/5A进行DC转DC转变成适合二串锂电池CC/CV的充电模式及将二串锂电池进行降压成12V/2.5A的稳压输出状态。同时启动输入/输出状态自动切换模式。
2）保护板（PCM）：主要是对可充电锂电池组进行设计的保护线路，由于锂电池本身的化学特性，需要提供智能电量计算、过充、过放、短路、过流等保护功能，以避免引起燃烧、爆炸等危险。
3）保护IC（Protection IC）：设计方案的主要保护功能芯片，对电芯进行过充、过放、过流、短路等功能的在线时时监测，使电芯在安全稳定高效的范围内工作。
4）温度开关：主要针对温度保护功能设计。当电池本身的温度因其它异常问题达到70±5℃范围时，温度开关启动，进行温度保护。
5）18650锂离子电芯/18650/2600mAh/3.7V Li-ion cell（SANYO）。
6）场效应管（MOSFET）：MOSFET管，在保护电路中起开关作用，永远使负载两端的电压不会升高也不会降低，保证电压稳定。
7）连接器：起医用输液泵用锂电池状态输入输出的作用。
8）电池外壳：符合医疗产品防火等组级，构成整体电池的模形。