ハンドヘルド LED 美容機器用の LiPo バッテリーの選択: セッション エネルギー、モード、熱

ハンドヘルド LED デバイスは、終了近くになると供給する光の量が少なくなり、タイマーが終了する場合があります。別のセッションは 1 つのセッションを完了し、ウォーム リスタート後に早めに一時停止する場合があります。

どちらの問題も、バッテリーの mAh 定格だけでは説明できません。

を選択する 美容機器のLiPoバッテリーは 照明プログラムと設置レイアウトから始まります。バッテリーは、意図したセッション全体を通じて、選択された各モードをサポートする必要があります。

This guide covers handheld LED beauty devices.計算を RF または IPL 機器に拡張することなく、セッション エネルギー、照明モード、熱に焦点を当てます。例のタイミングは工学的な仮定であり、スキンケアの指示ではありません。

簡単な答え: LED 美容機器のバッテリーはどのように選択すればよいですか?

定義されたセッション、必要な最大電流、および完成したエンクロージャに対してバッテリーを選択します。

• どの LED チャンネルが個別に動作するか、または一緒に動作するか。

• 各モードの現在の設定、調光動作、持続時間。

• 完全なセッション中にバッテリー端子で引き出されるエネルギー。

• 保管時間を含む、充電間に必要な完了セッション。

• 許容可能な光出力とバッテリー残量低下に近い製品の動作。

• 使用中、使用後、充電中のバッテリー温度。

• 完成したパックの寸法、保護、温度検知、およびコネクタの要件。

Capacity is one part of that specification.ドライバーの動作、温度制御、およびシャットダウン動作によっても、セッションが要件を満たしているかどうかが決まります。

容量を選択する前に完全なセッションを定義する

動作モードが定義されていない限り、「10 分間の動作」は不完全です。

デバイスは、1 つの LED チャネルを継続的に使用したり、チャネルを交互に使用したり、複数の LED チャネルを一緒に有効にしたりする場合があります。したがって、同じタイマー設定でも異なる電力需要が発生する可能性があります。

• 調光コマンドと任意のパルス動作パターン。

• 自動一時停止、再開ルール、完了ステータス。

付属品や接触検知は、実際に製品を使用する場合にのみ含めてください。無関係な機能をバッテリー概要に追加しないでください。

完了とは、タイマーのエンドポイントに到達する以上のものとして定義します。デバイスは、セッション全体を通じて指定された出力を維持し、その動作制限を遵守する必要があります。

バッテリーが空になるとファームウェアが出力を低下させる場合は、その動作を文書化します。出力を削減したセッションは、フル出力のパフォーマンス要求に黙ってカウントされるべきではありません。

同様に、中断されていないセッションと、一時停止または再開されたセッションを分離します。経過時間、エネルギー需要、熱履歴は異なる場合があります。

LED の数と色の名前は、バッテリーの消費量を確定するものではありません。

需要は、チャネル電流、ストリング電圧、ドライバーのトポロジー、および制御設定によって異なります。目に見える明るさが同じように見えても、チャネルが異なれば、異なる供給条件が必要になる場合があります。

サポートされている各モードのバッテリー端子でデバイス全体を測定します。電圧と電流を一緒に記録し、電力を計算したり、時間の経過に伴うエネルギーを積算したりできます。

これには、下流のドライバーの損失とアクティブなホスト電子機器が含まれます。一般的な効率係数を使用して同じ損失を再度差し引かないでください。

初期の見積もりが LED 側の電力から始まる場合は、変換損失とその他のデバイス負荷を個別に含めます。このアプローチは、測定されたバッテリー側の予算とは区別してください。

調光コマンドが実際に何を制御しているかを確認する

PWM 制御入力は、必ずしも LED 電流が完全にオン/オフに切り替わることを意味するわけではありません。一部のドライバは、そのコマンドを調整された電流基準に変換します。

パルス電流要件を割り当てる前に、選択したドライバの動作を確認してください。 LED 波形、コンバータのスイッチング電流、バッテリ入力波形は異なる測定値です。

真のパルス LED 動作の場合は、平均消費量と関連するバッテリー側のピークの両方を記録します。入力コンデンサとコンバータの動作によって、パックから引き出される電流が変化する可能性があります。

制御設定を半分にすると、バッテリーの総電力が半分になるとは考えないでください。コントローラーの消費とドライバーの損失は残る可能性がありますが、効率は動作点によって変化する可能性があります。

定義された使用量プログラムを使用してセッション エネルギーを計算する

製品に規制された LED 電源が含まれる場合、またはバッテリ電圧が変化する場合は、ワット時を使用します。

簡単な見積もりについては、次のとおりです。

セッションエネルギー (Wh) ≈ 各フェーズの平均バッテリー電力 (W) × 持続時間 (時間) の合計。

負荷が変化する場合は、測定されたバッテリ電圧と電流を乗算した値をセッション全体にわたって積分します。遷移を 2 回推定するのではなく、遷移を含めます。

より広範な バッテリーのエネルギーと実行時間の計算方法では、 使用可能なエネルギーと測定の境界について説明します。ここでは、結果は継続的な実行時間ではなく、完了したデバイス セッションとして表されます。

以下の図は、工学的に考え出された仮定です。これらは、ZERNE テストの結果、一般的なデバイスの仕様、または推奨される露出設定ではありません。

各電力値は、バッテリー端子におけるデバイス全体を表します。 The phases are sequential and do not overlap.

候補バッテリーの容量が公称 3.7 V で 800 mAh であると仮定します。

この例に限り、定義された動作カットオフの前に 80% が利用可能であると仮定します。この仮定には、保持されたエネルギー予備量が含まれます。

また、定義された使用スケジュールを超えてセッション外で 0.12 Wh が消費されると仮定します。

セッションに利用可能なエネルギー = 2.368 − 0.12 = 2.248 Wh。

したがって、紙の予算は約 4.4 セッション相当をサポートします。 5 回の完全なセッションを保証するものではありません。

4 つのセッションが完了した場合でも、出力、電流能力、温度の検証が必要です。数学的なエネルギー バジェットが使い果たされる前に、最後のセッションが失敗する可能性があります。

80% の使用可能エネルギー係数は、普遍的な LiPo 設計許容値ではありません。実際に利用可能なエネルギーは、バッテリー、負荷、カットオフ、温度、使用年数によって異なります。

同様に、0.12 Wh は標準的なスタンバイ消費量を表しません。デバイスの実際のストレージ状態とセッション間の意図した間隔を測定します。

最も要求の厳しいサ​​ポートされているプログラムを個別にテストします。複数のモードにわたる平均は、すべてのモードをカバーする主張を裏付けるものではありません。

使用可能エネルギーの測定値にすでに保持されている予備量が含まれている場合は、その予備量を再度減算しないでください。測定で同じ境界が使用される場合にのみ、セッション消費の外側でスタンバイを維持します。

シングルセル LiPo バッテリーは、放電全体を通じて一定の電圧を提供しません。

LED ドライバーは、承認された入力範囲全体でチャンネルを調整する必要があります。ストリング電圧、必要なレギュレーションマージン、およびコンバータの制限を一緒に検討してください。

出力負荷がほぼ一定の場合、効率が同様であると仮定すると、一般にバッテリ電圧が低下するとバッテリ電流が増加します。したがって、現在の機能は、意図された動作エンドポイント付近でチェックする必要があります。

テスト中にバッテリ電圧、入力電流、チャネル電流、および関連する光出力を監視します。光学比較には、定義された測定位置と適切な校正済みの機器を使用します。

電気入力ワットは、デバイスの作業面での光出力を確立するものではありません。同様に、タイマーがゼロに達しても、指定された照明が維持されたことは証明されません。

Set the low-battery policy before validation.製品は、新しいセッションをブロックしたり、充電不足を報告したり、明確なステータスで停止したりする場合があります。

出力削減が許可される場合は、その制限と適応を指定します。カウントされるパフォーマンスをサイレントに変更してセッション数を延長しないでください。

Check mode transitions at low battery too.別のチャネルを有効にすると、安定した単一チャネル動作では明らかにならない供給制限が露呈する可能性があります。

LED ヘッド、ドライバー ボード、およびバッテリーは、異なる温度で動作しながら、小さな筐体を共有できます。

光学アセンブリからの熱は、構造部品を通ってバッテリーに向かって伝わる可能性があります。ドライバーの損失とバッテリー電流も、それぞれの場所での熱の原因となります。

最終的なパックを選択する前に、実稼働レイアウトをマッピングします。 LED ボード、ヒート スプレッダー、ドライバー、充電器、バッテリー、および関連する筐体の表面を特定します。

バッテリーがポーチの横に収まるからといって、熱い構造部材をポーチに近づけないでください。熱の流れと機械的サポートを一緒に確認します。

断熱材を追加するだけでは自動的に解決策が得られるわけではありません。他の場所の熱遮断が変化する可能性があるため、熱レイアウトを変更した後は完全な構造を検証してください。

個別の温度測定と応答を使用する

バッテリー、LED アセンブリ、ドライバー、およびアクセス可能な表面の関連温度を測定します。すべての結果とともに周囲条件とデバイスの動作状態を記録します。

LED ドライバーの内部熱応答はバッテリー温度を確立しません。また、バッテリーに取り付けられたセンサーは、それ自体ではすべての高温表面を表すことはできません。

各測定値に応答を割り当てます。例には、承認された設計に従って、充電のブロック、動作の制限、または障害の報告が含まれます。

充電、放電、保管に適したバッテリー制限を個別に使用してください。放電中に許容できる温度でも、充電開始時には許容できない場合があります。

充電後にセッションを検証し、セッション後に充電します。繰り返しのセッションが許可されている場合は、指定されたシーケンスと休憩時間を含めてください。

定義されたクールダウンを必要とする製品を表すために、無制限の繰り返しループを使用しないでください。逆に、プロトタイプの合格を助けるために非公式のクールダウンを追加しないでください。

デバイスの動作ルールに合わせて充電を調整する

外部電源が接続されているときに照明を許可するかどうかを決定します。

この決定には、完全な製品仕様、入力配置、電源アーキテクチャが含まれます。負荷分散機能を備えた充電器は、充電中に自動的に使用を許可されません。

を適用します。 ホスト充電器の統合要件。 電圧、電流、温度フィードバックおよび保護調整を充電するための公称電圧だけに依存するのではなく、選択したセルの承認された設定を確認してください。

接続中の操作が許可されている場合は、サポートされている最高負荷時のバッテリ電流と充電の進行状況を測定します。入力制限または温度調整により、充電に利用できる電流が減少する可能性があります。

動作がブロックされている場合は、インターロックとユーザーの指示を確認してください。入力の取り外しと再接続に対する応答も確認してください。

通常の操作で温められたバッテリーを使用して充電の開始をテストします。充電条件が承認された制限を超えた場合に必要な対応を定義します。

バッテリーのドキュメントは、完成したデバイスの評価とは別に保管してください。バッテリーレポートだけでは、製品の光出力、ユーザー接触面、または使用目的の主張を検証することはできません。

完成したパックを光学レイアウトと熱レイアウトに合わせて取り付けます

完全なバッテリーアセンブリ用のスペースを確保した後、容量を選択してください。

保護電子機器、絶縁体、リード線、コネクタ、公差、および承認された寸法許容差が含まれます。公称セルの輪郭は、完成したパックの寸法をすべて表すわけではありません。

取り付けられたバッテリーがエンクロージャの開閉部、ネジ、内部リブに合っているかどうかを確認します。通常のグリップ圧力では、パウチに集中的な荷重がかかることはありません。

パックの端にきつく折り目をつけずにケーブルスペースを確保します。通常の取り扱い中にバッテリーが光学アセンブリまたは高温のコンポーネント内に移動しないことを確認してください。

ハンドヘルド製品ではバランスも重要です。エンクロージャーの設計を修正する前に、意図したグリップとヘッドの重量でバッテリーの位置を確認してください。

バッテリーが大きいと、貯蔵エネルギーが増加する一方で、フィット感や取り扱いが悪化する可能性があります。単独で mAh を最大化するのではなく、実現可能な候補を完全な要件と比較します。

組み立てられたデバイスの完全なセッションを検証する

生産目的の光学系、バッテリー、電子機器、ハウジング、ファームウェアを備えたサンプルを承認します。

次のマトリックスは、OEM 計画を支援するものです。テスト前に数値制限と完了基準を設定します。

これらの記録を関連するものでサポートする バッテリーパックのテストチェックリスト。パック容量と保護テストは、デバイスレベルのセッションテストを補完します。

バッテリの ID、図面のリビジョン、ファームウェアのバージョンを結果とともに保存します。 LED 電流、チャネル タイミング、熱材料、またはエンクロージャを変更した後、影響を受けるチェックを繰り返します。

OEM LED 美容機器のバッテリーに関する概要の準備

実際の照明プログラムに関連する要件をサプライヤーに提供します。

• サポートされているモード、タイミング、同時チャネルの組み合わせ。

• 必要な完了したセッションと使用間の時間。

• 測定されたバッテリー側のセッションエネルギー、連続電流、およびピーク需要。

• 公称電圧、動作範囲、および通常のバッテリ低下ポリシー。

• 最大完成パックエンベロープと近くの熱コンポーネント。

• 承認された充電要件と接続中の操作ルール。

• 保護、NTC、コネクタ、ピン配置、およびケーブル配線の要件。

• 動作条件、耐用年数目標、およびサンプルの合格基準。

• プロトタイプの数量、予想される生産需要、プロジェクトの段階。

ZERNE は、寸法、容量、保護、温度検知、コネクタ、ケーブルに関する LiPo のカスタマイズをサポートしています。サンプルを承認する前に、選択した構成を完全な概要と照らし合わせて確認してください。

バッテリーの選択は電気設計をサポートします。これは、LED ドライバーの開発や光学的および完成品の検証に代わるものではありません。

よくある質問

LED美容機器のバッテリーはどれくらいの容量が必要ですか？

定義されたセッションごとの測定されたエネルギーと必要なセッション数から開始します。セッション間の消費量と製品のカットオフ時に使用可能なエネルギーを含みます。次に、現在の能力、熱挙動、完成したパックの適合性を確認します。

LED 美容機器のバッテリーがランタイム テストに合格しても、セッション テストに失敗するのはなぜですか?

タイマーは、出力が低下したり、チャネルが停止したり、熱制御が介入したりしている間も継続することがあります。セッション テストでは、プログラム全体で指定されたパフォーマンスをチェックします。経過した動作時間だけではその結果は確立されません。

すべての照明モードは同じ LED 美容機器のバッテリー エネルギーを使用しますか?

いいえ。チャンネルの組み合わせ、現在の設定、調光および変換動作によって消費量が変化する可能性があります。サポートされている各プログラムをバッテリー端子で測定します。 LED の数や色だけからすべてのモードを推定することは避けてください。

LED PWM デューティ サイクルはバッテリ電流のデューティ サイクルと同じですか?

必ずしもそうとは限りません。ドライバは PWM コマンドを別の調光方法に変換することができ、変換とフィルタリングは入力電流に影響を与えます。選択した回路を確認し、電池波形を直接測定します。

手持ち型LED美容器は充電しながら操作できますか？

完全な製品設計と仕様がそのモードを許可する場合のみ。入力制限、バッテリー電流、温度、充電完了、必要なインターロックを検証します。接続されたケーブルだけでは適合性は確立されません。

バッテリーを大きくすると LED ヘッド付近のサーマルシャットダウンが解決しますか?

それ自体ではありません。 Shutdown may involve LED heat, driver losses, thermal paths or sensing behavior.まず制限コンポーネントを見つけます。 Then review the relevant electrical and mechanical design together.

結論

セッションのエネルギーを測定し、バッテリー残量低下時の動作を確認し、バッテリーと照明アセンブリの熱要件を分離します。 ZERNE は、サンプルを採取する前に、パックの寸法や電気インターフェースとともにこれらのバッテリー要件を確認できます。

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