Serija 2S, 5S Li-Ion punjač stanica pomoću BQ7718

Ovaj punjač Li-Ion stanica serije BQ7718 serije 2S do 5S dizajniran je za neovisno praćenje napona svake od li-ionskih ćelija, pozivajući se na interno postavljenu referentnu razinu.

Čim bilo koji napon ćelije pređe iznad referentne razine, aktivira interno odbrojavanje vremena. Ovo odbrojavanje odgode čeka nekoliko sekundi, a zatim aktivira ON izlazni pin IC-a.

Izlaz IC štiti ulaznu opskrbu tako da se prenaponsko stanje ćelije brzo ograniči.

Sljedeći dijagram prikazuje osnovnu konfiguraciju korištenjem paketa Li-Ion stanica 5S ili 5:

Ulaz za napajanje mogao bi biti iz regulatora solarne ploče.

Čim bilo koja od serijskih ćelija dosegne situaciju prenapona, prvo se aktivira tajmer odgode i pričeka neko vrijeme, a zatim se napokon OUT pin uključuje ON da bi se isključilo napajanje.

Ponovljeno prebacivanje OUTPUT ON / OFF omogućuje ostalim ćelijama da nastave postupak punjenja, a istovremeno istovremeno sprečava prenapunjenje potpuno napunjenih serijskih ćelija.

Zaštita od prenapona Li-Ion baterija

Punjive baterije obično se koriste za pohranu električne energije i za korištenje te snage prema potrebi.

Ključni izazovi u sustavima koji rade na baterije su prenaponski napon i pregrijavanje baterija.

Li-Ion baterije postaju održiv kandidat za elektroničku industriju i zamjenjuju punjive baterije na bazi nikla.

Litij-ionske punjive baterije stekle su popularnost u posljednjih nekoliko godina zahvaljujući širokoj upotrebi u električnim skuterima, e-biciklima, dronovima i električnim vozilima (EV).

Atraktivne i jedinstvene karakteristike Li-Ion baterija su:

• Velika gustoća energije
• Velika izlazna snaga
• Visoki ćelijski napon (u usporedbi s nikl baterijama)
• Niska stopa samopražnjenja (1: 4 u usporedbi s tehnologijom nikla)

Unatoč tome što imaju brojne prednosti u odnosu na nikl baterije, Li-Ion baterije su manje tolerantne, a prekomjerno punjenje smanjuje njihov životni ciklus.

Prenaponski napon i prekomjerno punjenje mogu dovesti do pregrijavanja, velikog unutarnjeg otpora, skladištenja male energije ili čak eksplozije.

Da bi se postigle maksimalne koristi i povećao životni ciklus Li-Ion baterija, mora se riješiti pitanje prekomjernog punjenja.

Radi sigurnosti i zaštite baterija zaštitni krugovi moraju biti pravilno projektirani i integrirani sustav s baterijom.

Zaštita od preopterećenja i kratkog spoja također su vitalni čimbenik za produljenje vijeka trajanja sustava baterija.

Ključne značajke:

Kako bi se borili sa svim gore spomenutim izazovima, stručnjaci su preporučili seriju Li-Ion zaštitnih krugova na bazi BQ7718 IC.

Paleta proizvoda BQ7718 ne samo da nadzire prenapon u sustavu za punjenje baterija, već i štiti bateriju od prenapona.

Kako se baterijski paket sastoji od niza ili broja ćelija, zaštitu svake ćelije osigurali su krugovi BQ7718xy.

Primjena BQ7718 ima fleksibilnost za nadgledanje i upravljanje 2-serijskim do 5-serijskim Li-Ion baterijama.

Zaštita od preopterećenja i kratkog spoja također je opremljena internim odbrojavanjem odgode za brzu zaštitu baterijskih ćelija.

BQ7718 pruža testni modul kupca i omogućuje neovisno nadgledanje svake ćelije kako bi se osigurala zaštita od prenapona.

U načinu ispitivanja kupca, vrijeme ispitivanja može se smanjiti za provjeru i provjeru parametra odbrojavanja prenapona tijekom integriranja u baterijski paket.

Da biste omogućili testni način i konfiguraciju odbrojavanja, pogledajte tehnički list.

Njegova je veličina mala (QFN 3 mm x 4 mm, MSOP 3 mm x 5 mm) i dovoljno ekonomična da se lako može ugraditi u baterijski paket.

Štoviše, radni napon i potrošnja struje BQ7718 premali su (mala potrošnja energije ICC ≈ 1 µA) da bi mogli biti niži od svojstvene brzine samopražnjenja bilo koje dobro dizajnirane Li-Ion baterije.

Također je fiksiran prag prekomjernog punjenja koji omogućuje potpuno punjenje i sprječava prekomjerno punjenje. Ima zaštitu od prenapona s velikom točnošću od ± 10 mV.

Opseg praga zaštite od prenapona može se odabrati iz kataloga (u rasponu od 4.200 do 4.300 volti), ovisno o zahtjevu sklopa za baterijskim paketom.

Ako je odabrani prag previsok, baterija se može oštetiti, pa odaberite prag točno prema potrebi kruga.

Prema proizvođaču, također je važno napomenuti da je ulaz struje curenja po ćeliji manji od 100 nA.

Izjednačavanje naboja u svakoj ćeliji obvezno je radi pohrane maksimalne količine energije, a svaka ćelija treba biti napunjena jednako.

Bilo koja neravnoteža u punjenju svake ćelije zbog proizvodnih nedostataka ili čestog punjenja, pražnjenja može smanjiti vrijeme rada baterije.

Kao što smo spomenuli, u BQ7718xy svaka stanica se prati neovisno, problem punjenja neravnoteže stanice može se ukloniti.

Stvarni napon i referentni napon zaštite neprestano nadgleda BQ7718xy za svaku ćeliju, svako otkrivanje neravnoteže ili nejednakog punjenja (konfigurirano OV kašnjenje) među ćelijama aktivira vremenski krug.

Kada krug odbrojavanja istekne, aktivira se stanje punjenja. Uobičajeni način punjenja aktivirao se kad naponi padnu ispod unaprijed zadanih vrijednosti.

Proizvođač je preporučio da za prepoznavanje ulaznog napona svake ćelije moraju biti ugrađeni serijski otpornik i kondenzator preko ćelije koji su potrebni za filtriranje buke i stabilno praćenje napona.

Funkcionalna temperatura BQ7718xy kreće se u rasponu od -10 ° C do 110 ° C, a prekoračenje tih raspona može trajno oštetiti uređaje.

Dugotrajno izlaganje maksimalnim ograničenjima u bilo kojem stanju može izmijeniti funkcionalnost sustava i to može utjecati na pouzdanost.

Da bi se izbjegao problem pouzdanosti, preporučuje se da uređaji ne bi trebali biti izloženi najgorim ili maksimalnim ograničenjima dulje vrijeme.

Funkcije PIN-a:

BQ7718xy dostupan je u dva uobičajena paketa za konfiguraciju poput DPJ i DGK (oba u 8 pinova) kao što je prikazano na donjoj slici.

VDD je napajanje (maks. 30 V, dok se preporučuje 25 V), dok je VSS referentno uzemljenje ili negativni priključak.

Serijski otpornik mora se povezati s VDD da bi se ograničila struja, a kondenzator treba spojiti na VSS pin da bi se filtrirao šum.

Vinovi V1 do V5 koriste se za osjetne ulazne napone u ćeliji 1 do ćelije 5. Izlazni pin služi za signal prekomjernog napona (raspon napona -0,3 do 30) u baterijskoj jedinici.

Konfiguracije krugova

Jednostavan pristup zaštiti punjenja od 3,4 ili 5 ćelija serije Li-Ion baterija prikazan je na donjoj slici.

Pridržavat će se preporuke proizvođača za razvoj sklopova za zaštitu od prenapona za baterijski sklop.

Svaka promjena raspona navedenih u tehničkom listu može utjecati na točnost mjerenja napona ćelije. Kalibracija uređaja izvršena je pomoću vrijednosti = 1 kΩ, točnost uređaja može se promijeniti ako se za kalibraciju koristi druga vrijednost od.

Krug za prijavu BQ7718:

Elektronički sklopovi za nadzor i zaštitu od prenapona, izjednačavanje naboja pri visokim temperaturama s unutarnjim odbrojavanjem odgode mogu se projektirati uporabom BQ7718xy.

Za zaštitu Li-Ion baterija koriste se u ručnim električnim alatima / vrtnim alatima, električnim biciklima / skuterima i bežičnim kućanskim aparatima poput usisavača.

Sažetak:

Podaci predstavljeni na donjoj slici pružaju ukratko funkcionalne detalje IC-a i njegove primjene.

Reference:

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

Affanni, A., Bellini, A., Franceschini, G., Guglielmi, P., i Tassoni, C. (2005). Izbor i upravljanje baterijama za električna vozila nove generacije. IEEE transakcije s industrijskom elektronikom , 52 (5), 1343-1349.