Sarja 2S, 5S Li-Ion-kennolaturi, joka käyttää mallia BQ7718

Tämä BQ7718-sarjan 2S - 5S -sarjan Li-Ion-kennolaturi on suunniteltu tarkkailemaan jokaisen litiumionikennon jännitettä itsenäisesti viitaten sisäisesti asetettuun vertailutasoon.

Heti kun mikä tahansa kennojännitteestä on taipumusta ylittää vertailutaso, se laukaisee sisäisen viive-ajastimen. Tämä viiveajastin odottaa muutaman sekunnin ja laukaisee sen jälkeen IC: n ulostulotapin.

IC: n lähtö ohittaa tulonsyötön siten, että kennon ylijännitetilaa rajoitetaan nopeasti.

Seuraava kaavio näyttää peruskokoonpanon käyttämällä 5S- tai 5-sarjan Li-Ion-solupakettia:

Syöttö tulo voisi olla aurinkopaneelin ohjaimesta.

Heti kun mikä tahansa sarjakenno saavuttaa ylijännitetilanteen, ensin viiveajastin aktivoituu ja odottaa jonkin aikaa, ja sitten lopulta OUT-tappi laukaistaan ​​PÄÄLLÄ virran katkaisemiseksi.

Toistuva OUTPUT ON / OFF -kytkentä antaa muiden solujen jatkaa latausprosessia ja samalla pitää täysin ladatut sarjakennot ylikuormitukselta.

Li-Ion-sarjan paristojen ylijännitesuojaus

Ladattavia paristoja käytetään yleisesti sähköenergian varastointiin ja sen käyttämiseen tarpeen mukaan.

Akkukäyttöisten järjestelmien tärkeimmät haasteet ovat paristojen ylijännite ja ylikuumeneminen.

Li-Ion-paristoista tulee elinkelpoinen ehdokas elektroniikkateollisuudelle ja ne korvaavat nikkelipohjaiset ladattavat paristot.

Ladattavat litiumioniakut ovat saaneet suosiota viime vuosina, koska niitä on käytetty laajasti sähkömoottorissa, sähköpyörissä, droneissa ja sähköajoneuvoissa.

Li-Ion-akkujen houkuttelevat ja ainutlaatuiset ominaisuudet ovat:

• Suuri energiatiheys
• Suuri lähtöteho
• Korkea kennojännite (verrattuna nikkeliparistoihin)
• Alhainen itsepurkautumisaste (1: 4 verrattuna nikkelitekniikkaan)

Huolimatta siitä, että niillä on useita etuja nikkeliakkuihin verrattuna, litiumioniakut ovat vähemmän suvaitsevaisia, ja ylikuormitus vähentää niiden elinkaarta.

Ylijännite ja ylikuormitus voivat johtaa ylikuumenemiseen, korkeaan sisäiseen vastukseen, vähäiseen energian varastointiin tai jopa räjähtämiseen.

Li-Ion-akkujen maksimaalisten hyötyjen saamiseksi ja niiden elinkaaren pidentämiseksi on käsiteltävä ylikuormitusta.

Paristojen turvallisuuden ja suojan vuoksi suojapiirit on suunniteltava asianmukaisesti ja integroitava järjestelmä paristojen kanssa.

Ylikuormitus ja oikosulkusuoja ovat myös tärkeitä tekijöitä akkujärjestelmän pitkän käyttöiän kannalta.

Avainominaisuudet:

Taistelemiseksi kaikkien edellä mainittujen haasteiden kanssa asiantuntijat ovat suosittaneet BQ7718 IC -pohjaista Li-Ion-kennosuojapiiriä.

BQ7718-tuotevalikoima ei vain seuraa akun latausjärjestelmän ylijännitettä, vaan myös suojaa akkua ylijännitteeltä.

Koska akku koostuu sarjoista tai joukosta soluja, jokaisen kennon suojaus on varmistettu BQ7718xy-piireillä.

BQ7718: n sovelluksella on joustavuus seurata ja ohjata 2 - 5 - sarjan kennoisia litiumioniakkuja.

Ylikuormitussuojaus ja oikosulkusuojaus on varustettu myös sisäisellä viiveajastimella paristojen nopeaa suojaamista varten.

BQ7718 tarjoaa asiakkaan testimoduulin ja mahdollistaa kunkin kennon riippumattoman valvonnan suojaamiseksi ylijännitettä vastaan.

Asiakastestitilassa testiaikaa voidaan lyhentää ylijänniteajastimen parametrin tarkistamiseksi ja tarkistamiseksi samalla kun se integroidaan akkuun.

Ota testaustila ja viiveajastimen konfigurointi käyttöön tietolomakkeessa.

Sen koko on pieni (QFN 3 mm x 4 mm, MSOP 3 mm x 5 mm) ja riittävän taloudellinen, jotta se voidaan helposti liittää akkuun.

Lisäksi BQ7718: n käyttöjännite ja virrankulutus ovat liian pieniä (matala virrankulutus ICC ≈ 1 uA), että se voi olla pienempi kuin minkä tahansa hyvin suunnitellun litiumioniakun itsestään purkautumisnopeus.

Kiinteä on myös ylilatauskynnys, joka sallii täyden latauksen ja estää ylikuormituksen. Sen ylijännitesuoja on erittäin tarkka ± 10 mV.

Ylijännitesuoja-kynnysalue voidaan valita luettelosta (vaihteluväli 4.200 - 4.300 volttia) riippuen akun virtapiirin vaatimuksesta.

Jos valittu kynnysarvo on liian korkea, akku voi vaurioitua, joten valitse kynnys tarkasti piirin tarpeen mukaan.

Valmistajan mukaan on myös tärkeää huomata, että vuotovirran syöttö kennoa kohti on alle 100 nA.

Latauksen tasaus jokaisessa solussa on pakollinen enimmäismäärän energian varastoimiseksi, kutakin kennoa tulisi ladata tasaisesti.

Jokaisen kennon latauksen epätasapaino, joka johtuu valmistusvirheestä tai toistuvasta latauksesta, purkautumisesta, voi lyhentää akun käyttöaikaa.

Kuten mainitsimme, BQ7718xy: ssä kutakin solua seurataan itsenäisesti, solujen epätasapainon latautumisen ongelma voidaan eliminoida.

BQ7718xy valvoo jatkuvasti todellista jännitettä ja suojauksen vertailujännitettä kullekin solulle, mikä tahansa epätasapainon tai epätasaisen latauksen havaitseminen (konfiguroitu OV-viiveaika) solujen välillä aktivoi ajastinpiirin.

Kun ajastinpiiri päättyy, lataustila aktivoituu. Normaali lataustila on aktivoitu, kun jännitteet laskevat alle asetettujen arvojen.

Valmistaja on suositellut, että kunkin kennon tulojännitteen tunnistamiseksi on asennettava sarjavastus ja kondensaattori kennon yli tarpeen mukaan melun suodattamiseksi ja jännitteen vakaan valvomiseksi.

BQ7718xy: n toimintalämpötila on välillä -10 ° C - 110 ° C, ja näiden alueiden ylittäminen voi vahingoittaa laitteita pysyvästi.

Pitkäaikainen altistuminen maksimirajoille missä tahansa tilassa voi muuttaa järjestelmän toimivuutta ja heikentää sen luotettavuutta.

Luotettavuusongelman välttämiseksi on suositeltavaa, ettei laitteita pidä altistaa pahimmille tai enimmäisrajoille pidempään.

PIN-toiminnot:

BQ7718xy on saatavana kahtena yleisenä kokoonpanopakettina, kuten DPJ ja DGK (molemmat 8 nastaa), kuten alla olevassa kuvassa näkyy.

VDD on virtalähde (enintään 30 V, kun taas 25 V on suositeltava), kun taas VSS on vertailumaadoitus tai negatiivinen napa.

Sarjavastuksen on oltava yhteydessä VDD: hen virran rajoittamiseksi ja kondensaattori on kytkettävä VSS-nastaan ​​kohinan suodattamiseksi.

V1-V5-nastoja käytetään aistitulojännitteisiin soluissa 1 - 5 vastaavasti. Lähtötappia käytetään ylijännitteen (jännitealue -0,3 - 30) vikasignaaliin akussa.

Piirin kokoonpanot

Alla olevassa kuvassa on esitetty yksinkertainen lähestymistapa 3,4 tai 5 -sarjan litiumioniakkujen lataussuojaukseen.

Akun ylijännitesuojapiirien kehittämisessä on noudatettava valmistajan suosituksia.

Tietolomakkeessa ilmoitetut vaihtelut alueilla voivat vaikuttaa kennon jännitteen mittauksen tarkkuuteen. Laitteen kalibrointi on suoritettu arvolla = 1 kΩ, laitteen tarkkuutta voidaan muuttaa, jos kalibrointiin käytetään muuta arvoa.

BQ7718: n sovelluspiiri:

Elektroniset piirit ylijännitteen valvomiseksi ja suojaamiseksi, varauksen tasaus korkeassa lämpötilassa sisäisellä viiveajastimella voidaan suunnitella BQ7718xy: tä käyttämällä.

Li-Ion-akkujen suojaamiseen, joita käytetään kannettavissa sähkötyökaluissa / puutarhatyökaluissa, sähköpyörissä / skoottereissa ja langattomissa kodinkoneissa, kuten pölynimurissa.

Yhteenveto:

Alla olevassa kuvassa esitetyt tiedot tarjoavat IC: n toiminnalliset yksityiskohdat ja sen käytön pähkinänkuoressa.

Viitteet:

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq7718.pdf

Affanni, A., Bellini, A., Franceschini, G., Guglielmi, P. ja Tassoni, C. (2005). Akun valinta ja hallinta uuden sukupolven sähköajoneuvoille. IEEE-liiketoimet teollisuuselektroniikassa , 52 (5), 1343 - 1349.