Pengecas Sel Li-Ion Siri 2S, 5S menggunakan BQ7718

Pengecas sel Li-Ion siri 2S hingga 5S BQ7718 ini direka untuk memantau voltan setiap sel li-ion secara bebas, dengan merujuk pada tahap rujukan yang ditetapkan secara dalaman.

Sebaik sahaja mana-mana voltan sel cenderung melebihi tahap rujukan, ia akan mencetuskan pemasa penangguhan dalaman. Pemasa tunda ini menunggu selama beberapa saat dan kemudian mencetuskan ON pin output IC.

Output IC mengalihkan bekalan input sehingga keadaan voltan berlebihan sel cepat dihalang.

Gambar rajah berikut menunjukkan konfigurasi asas menggunakan pek sel Li-Ion 5S atau 5 siri:

Input bekalan mungkin dari pengawal panel solar.

Sebaik sahaja mana-mana sel siri mencapai keadaan voltan berlebihan, pertama pemasa kelewatan diaktifkan, dan menunggu sebentar, dan akhirnya pin OUT dipicu AKTIF untuk menghentikan bekalan.

Pengalihan OUTPUT ON / OFF yang berulang membolehkan sel yang lain meneruskan proses pengisian, dan juga secara serentak menjadikan sel siri yang diisi penuh tidak berlebihan.

Perlindungan voltan berlebihan Bateri Li-Ion Siri

Bateri yang boleh dicas semula biasanya digunakan untuk penyimpanan tenaga elektrik dan menggunakan kuasa tersebut mengikut permintaan.

Cabaran utama dalam sistem yang dikendalikan bateri ialah voltan berlebihan dan terlalu panas bateri.

Bateri Li-Ion menjadi calon yang layak untuk industri elektronik dan menggantikan bateri yang boleh dicas semula berasaskan nikel.

Bateri yang boleh dicas semula ion Lithium telah mendapat populariti dalam beberapa tahun terakhir kerana penggunaannya yang luas dalam skuter elektrik, e-basikal, drone, dan kenderaan elektrik (EV).

Ciri-ciri bateri Li-Ion yang menarik dan unik adalah:

• Ketumpatan tenaga yang tinggi
• Kuasa Keluaran Tinggi
• Voltan Sel Tinggi (berbanding dengan bateri nikel)
• Kadar pelepasan diri yang rendah (1: 4 berbanding dengan teknologi nikel)

Walaupun mempunyai banyak kelebihan berbanding bateri nikel, bateri Li-Ion kurang bertolak ansur, dan pengisian yang berlebihan dapat mengurangkan kitaran hidupnya.

Tegangan dan pengecasan berlebihan boleh menyebabkan pemanasan berlebihan, rintangan dalaman yang tinggi, penyimpanan tenaga rendah atau bahkan meletup.

Untuk mendapatkan faedah maksimum dan meningkatkan kitaran hayat bateri Li-Ion, masalah pengecasan berlebihan harus ditangani.

Untuk keselamatan dan perlindungan bateri, litar perlindungan mesti dirancang dengan betul dan disatukan dengan bateri.

Perlindungan berlebihan dan litar pintas juga merupakan faktor penting untuk memanjangkan hayat sistem bateri.

Ciri-ciri utama:

Untuk mengatasi semua cabaran yang disebutkan di atas, para pakar telah merekomendasikan rangkaian perlindungan sel Li-Ion berdasarkan siri BQ7718 IC.

Rangkaian produk BQ7718 tidak hanya memantau voltan berlebihan dalam sistem pengecasan bateri, tetapi juga melindungi pek bateri dari tegangan berlebihan.

Oleh kerana pek bateri terdiri daripada rangkaian atau jumlah sel, perlindungan setiap sel telah dijamin oleh rangkaian BQ7718xy.

Aplikasi BQ7718 mempunyai fleksibiliti untuk memantau dan mengendalikan bateri Li-Ion sel 2-siri hingga 5 siri.

Perlindungan berlebihan dan litar pintas juga dilengkapi dengan pemasa tunda dalaman untuk perlindungan sel bateri dengan cepat.

BQ7718 menyediakan modul ujian pelanggan dan membolehkan pemantauan bebas setiap sel untuk memastikan perlindungan terhadap voltan berlebihan.

Dalam mod ujian pelanggan, waktu ujian dapat dikurangkan untuk memeriksa dan memverifikasi parameter timer voltan tinggi sambil disatukan dalam paket bateri.

Untuk mengaktifkan mod ujian dan konfigurasi pemasa tunda sila rujuk lembaran data.

Saiznya kecil (QFN 3mm x 4mm, MSOP 3mm x 5mm) dan cukup ekonomik untuk dimasukkan dengan mudah ke dalam pek bateri.

Lebih-lebih lagi, voltan operasi dan penggunaan semasa BQ7718 terlalu kecil (Penggunaan kuasa rendah ICC ≈ 1 µA) sehingga boleh lebih rendah daripada kadar pelepasan diri yang melekat pada mana-mana bateri Li-Ion yang dirancang dengan baik.

Ambang harga yang terlalu tinggi juga tetap yang membolehkan pengecasan penuh dan mencegah pengecasan yang berlebihan. Ia mempunyai perlindungan voltan tinggi dengan ketepatan tinggi ± 10 mV.

Julat ambang perlindungan voltan tinggi dapat dipilih dari katalog (mulai dari 4.200 hingga 4.300 volt) bergantung pada keperluan litar pek bateri.

Sekiranya ambang yang dipilih terlalu tinggi, bateri boleh rosak, jadi pilih ambang dengan tepat mengikut keperluan litar.

Menurut pengeluar, juga penting untuk diperhatikan bahawa input arus kebocoran setiap sel kurang dari 100 nA.

Penyamaan cas di setiap sel adalah wajib untuk menyimpan jumlah tenaga maksimum, setiap sel harus dicas sama.

Sebarang ketidakseimbangan dalam pengisian setiap sel kerana kecacatan pembuatan atau pengecasan yang kerap, pengosongan dapat mengurangkan masa operasi bateri.

Seperti yang kami sebutkan, di BQ7718xy setiap sel dipantau secara bebas, masalah pengisian sel tidak dapat dihilangkan.

Voltan sebenar dan voltan rujukan perlindungan sentiasa dipantau oleh BQ7718xy untuk setiap sel, sebarang pengesanan ketidakseimbangan atau pengecasan yang tidak sama (masa tunda OV yang dikonfigurasi) di antara sel mengaktifkan litar pemasa.

Apabila litar pemasa tamat, keadaan pengisian diaktifkan. Mod pengecasan biasa telah diaktifkan apabila voltan jatuh di bawah nilai yang telah ditetapkan.

Telah disarankan oleh pengilang bahawa untuk merasakan voltan input setiap sel, perintang dan kapasitor di sel mesti dipasang sesuai dengan yang diperlukan untuk penyaringan kebisingan dan pemantauan voltan yang stabil.

Suhu fungsional BQ7718xy berkisar antara -10 ° C hingga 110 ° C, melebihi julat ini boleh merosakkan peranti secara kekal.

Panjangan pendedahan kepada had maksimum dalam keadaan apa pun boleh mengubah fungsi sistem dan kebolehpercayaannya akan terjejas.

Untuk mengelakkan masalah kebolehpercayaan, disarankan agar peranti tidak terdedah kepada keadaan had terburuk atau maksimum untuk jangka masa yang lebih lama.

Fungsi PIN:

BQ7718xy tersedia dalam dua pakej konfigurasi biasa seperti DPJ dan DGK (keduanya dalam 8 pin) seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah.

VDD adalah bekalan kuasa (maksimum 30 V, sementara 25V disarankan) sementara VSS adalah landasan rujukan atau terminal negatif.

Perintang siri mesti disambungkan dengan VDD untuk mengehadkan arus dan kapasitor harus disambungkan ke pin VSS untuk menyaring bunyi.

Pin V1 hingga V5 digunakan untuk voltan input akal di sel 1 hingga sel 5 masing-masing. Pin keluar digunakan untuk isyarat kesalahan voltan lebihan (julat voltan -0.3 hingga 30) dalam pek bateri.

Konfigurasi Litar

Pendekatan sederhana untuk perlindungan pengecasan 3,4 atau 5 sel siri bateri Li-Ion telah ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Cadangan pengeluar harus diikuti untuk pengembangan litar perlindungan voltan tinggi untuk pek bateri.

Sebarang perubahan dalam julat yang dinyatakan dalam lembaran data boleh mempengaruhi ketepatan pengukuran voltan sel. Kalibrasi peranti telah dilakukan dengan menggunakan nilai = 1 kΩ, ketepatan peranti dapat diubah jika nilai lain digunakan untuk penentukuran.

Litar Aplikasi BQ7718:

Litar elektronik untuk pemantauan dan perlindungan tegangan berlebihan, penyamaan caj pada keadaan suhu tinggi dengan pemasa tunda dalaman dapat dirancang dengan menggunakan BQ7718xy.

Untuk melindungi pek bateri Li-Ion yang digunakan dalam alat kuasa / alat kebun genggam, basikal elektrik / skuter, dan perkakas rumah tanpa kabel seperti pembersih vakum.

Ringkasan:

Maklumat yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini memberikan maklumat fungsional IC dan aplikasinya secara ringkas.

Rujukan:

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

Affanni, A., Bellini, A., Franceschini, G., Guglielmi, P., & Tassoni, C. (2005). Pilihan dan pengurusan bateri untuk kenderaan elektrik generasi baru. Urus niaga IEEE pada elektronik industri , 52 (5), 1343-1349.