Millora la precisió de la mesura de la temperatura en el sistema de control de la bateria
Com s'esmenta a l'article"Monitor de bateria de nova generació: com millorar la seguretat de la bateria mentre es millora la precisió i s'amplia el temps d'execució", el control precís de la tensió, el corrent i la temperatura de la bateria ajuda a garantir que sigui adequat per a ús en aspiradores, aspiradores, el funcionament segur de sistemes per a béns de consum massiu com ara eines elèctriques i bicicletes elèctriques. En aquest article, estudiarem el control de la temperatura de les bateries de liti amb més profunditat, inclosa la configuració correcta del sistema per a un funcionament segur.
Quan la bateria de liti s'utilitza fora de l'interval de temperatura especificat pel fabricant de la bateria, hi ha un risc de fuga tèrmica, que pot provocar un incendi o una explosió. Per tant, per garantir la seguretat del sistema i complir els requisits de diversos estàndards, la bateria s'ha de desactivar sempre que la temperatura de la bateria superi el rang de temperatura especificat. Tanmateix, saber quan desactivar la bateria depèn de la precisió del subsistema de mesura de la temperatura del monitor de la bateria i del protector, que és essencial per garantir el funcionament segur del sistema.
Els últims productes de la sèrie de monitors i protectors de bateries de Texas Instruments, BQ76942 (3 bateries en sèrie [3S], fins a 10S) i BQ76952 (fins a 3S a 16S), integren un analògic delta-sigma de 16 bits/24 bits. -convertidor digital (ADC) ), multiplexació entre diverses mesures de tensió, inclosa la mesura de la temperatura interna del xip i el termistor extern.
BQ76942 (10S) i BQ76952 (16S) inclouen una mesura de temperatura interna del xip basada en l'ADC que utilitza la seva referència interna per mesurar la tensió ΔVBE. Aquesta tensió es converteix en una lectura de temperatura, que es pot llegir a través de la interfície de comunicació sèrie.
Els dos monitors de bateries admeten la mesura de la temperatura mitjançant termistors externs en fins a 9 pins del dispositiu, cosa que ofereix als dissenyadors del sistema més flexibilitat per triar on mesurar la temperatura a la bateria. Es poden especificar valors de mesura del termistor separats i lectures de temperatura interna del xip per utilitzar-los com a temperatura de la bateria, temperatura del transistor d'efecte de camp (FET) o cap de les dues.
El subsistema de protecció utilitza el valor mesurat designat com a temperatura de la bateria per identificar que la temperatura de la bateria és massa alta/baixa durant la càrrega o que la temperatura és massa alta/baixa durant la descàrrega i per determinar si s'ha de permetre l'equilibri de la bateria. El termistor que especifica la temperatura del FET s'utilitza per identificar el sobreescalfament del FET. Qualsevol termistor que estigui habilitat però no designat per a la temperatura de la bateria o del FET s'utilitzarà per a l'informe de temperatura, però no serà utilitzat pel subsistema de protecció.
La temperatura interna del xip també determina si es permet l'equilibri de la bateria i si el dispositiu s'ha de col·locar en estat apagat per evitar un funcionament erroni quan superi el seu rang de temperatura de funcionament especificat.
El termistor es mesura quan es connecta a la resistència d'extracció interna connectada al regulador de voltatge de baixa baixa REG18 (~ 1,8 V), tal com es mostra a la figura 1.
Durant el funcionament, el dispositiu utilitza una resistència d'extracció interna programable a 18 kΩ o 180 kΩ, polaritzant automàticament un termistor alhora. La resistència pull-up es mesura durant la depuració de fàbrica i el seu valor s'emmagatzema digitalment al dispositiu per al càlcul de la temperatura.
La tensió ADC utilitza la tensió REG18 com a referència per mesurar proporcionalment la tensió del pin del termistor. La tensió de cada termistor es mesura cada un o tres cicles de mesura. El valor del recompte ADC original es pot obtenir mitjançant la subordre DASTATUS6(). En mode normal, el dispositiu converteix aquestes mesures en temperatura cada 250 ms; en mode de repòs, el dispositiu converteix aquestes mesures en temperatura cada altra mesura.
BQ76942 i BQ76952 utilitzen polinomis de cinquè ordre basats en mesures ADC per calcular la temperatura. Aquests dispositius inclouen coeficients polinomials predeterminats per a:
● Termistor Semitec 103-AT amb resistència pull-up de 18kΩ (10kΩ a 25°C, B25/85=3.435 k).
● Termistor Semitec 204AP-2 amb resistència pull-up de 180kΩ (200kΩ a 25°C, B25/85=4.470 k).
Els coeficients personalitzats optimitzats per utilitzar-los amb altres termistors també es poden escriure en registres o memòries programables d'una sola vegada.
La temperatura calculada per cada termistor habilitat està en unitats de 0,1 °K i es pot llegir mitjançant la interfície de comunicació sèrie.
en conclusió
Els monitors i protectors de bateries BQ76942 i BQ76952 inclouen un subsistema de mesura d'alt rendiment. Aquest subsistema integra una mesura interna de temperatura del xip i admet fins a 9 termistors externs per a la mesura de la temperatura de la bateria o el FET. Aquests dispositius es poden utilitzar en diverses aplicacions, com ara eines elèctriques i bicicletes elèctriques, per garantir la seguretat del sistema controlant la temperatura de la bateria i desactivant la bateria quan la situació esdevé perillosa.
