Javítsa a hőmérséklet mérési pontosságát az akkumulátor-felügyeleti rendszerben
Ahogy a cikkben említettük" Következő generációs akkumulátorfigyelő: Hogyan javítható az akkumulátor biztonsága a pontosság növelése és a működési idő meghosszabbítása mellett", az akkumulátor feszültségének, áramának és hőmérsékletének pontos monitorozása segít biztosítani, hogy az akkumulátor alkalmas-e felhasználás porszívókban, porszívókban, tömegfogyasztási cikkek, például elektromos szerszámok és elektromos kerékpárok rendszereinek biztonságos üzemeltetése. Ebben a cikkben részletesebben megvizsgáljuk a lítium akkumulátorok hőmérséklet-felügyeletét, beleértve a rendszer megfelelő konfigurációját a biztonságos működés érdekében.
Ha a lítium akkumulátort az akkumulátor gyártója által meghatározott hőmérsékleti tartományon kívül üzemeltetik, fennáll a hőkitörés veszélye, amely tüzet vagy robbanást okozhat. Ezért a rendszer biztonságának és a különböző szabványok követelményeinek való megfelelés érdekében az akkumulátort le kell kapcsolni, ha az akkumulátor hőmérséklete meghaladja a megadott hőmérsékleti tartományt. Az akkumulátor letiltásának ismerete azonban az akkumulátor-figyelő és védőhőmérséklet-mérő alrendszer pontosságától függ, ami elengedhetetlen a rendszer biztonságos működéséhez.
A Texas Instruments akkumulátor-monitor és védő sorozat legújabb termékei, a BQ76942 (3 akkumulátor sorozatban [3S], 10S-ig) és a BQ76952 (3S-től 16S-ig) 16 bites/24 bites delta-sigma analógot tartalmaznak. -digitális konverter (ADC) ), multiplexelés különböző feszültségmérések között, beleértve a belső chip hőmérsékletének és a külső termisztor mérését.
A BQ76942 (10S) és a BQ76952 (16S) belső laphőmérsékletmérést tartalmaz, amely az ADC-n alapul, és annak belső referenciáját használja a ΔVBE feszültség mérésére. Ez a feszültség hőmérséklet-leolvasássá alakul, amely a soros kommunikációs interfészen keresztül olvasható le.
Mindkét akkumulátor-monitor támogatja a hőmérséklet mérését külső termisztorok használatával, akár 9 eszköz érintkezőjén, ami nagyobb rugalmasságot biztosít a rendszertervezőknek az akkumulátorcsomag hőmérsékletmérésének megválasztásában. Külön termisztor mérési értékek és belső chip hőmérséklet-leolvasások adhatók meg akkumulátor hőmérsékletként, térhatású tranzisztor (FET) hőmérsékletként vagy egyikként sem.
A védelmi alrendszer az akkumulátor hőmérsékleteként megjelölt mért értéket használja annak megállapítására, hogy az akkumulátor hőmérséklete túl magas/alacsony töltés közben, vagy a hőmérséklet túl magas/alacsony kisütés közben, és meghatározza, hogy engedélyezi-e az akkumulátor kiegyensúlyozását. A FET hőmérsékletét meghatározó termisztor a FET túlmelegedésének azonosítására szolgál. Minden olyan termisztor, amely engedélyezve van, de nincs az akkumulátor- vagy FET-hőmérsékletre kijelölve, a hőmérséklet jelentéshez kerül felhasználásra, de a védelmi alrendszer nem fogja használni.
A belső chip hőmérséklete határozza meg azt is, hogy megengedett-e az akkumulátor kiegyensúlyozása, és hogy a készüléket kikapcsolt állapotba kell-e helyezni, hogy elkerüljük a hibás működést, ha túllépi a megadott üzemi hőmérsékleti tartományt.
A termisztor mérése a REG18 (~1,8 V) alacsony kiesési feszültségszabályozóhoz csatlakoztatott belső felhúzó ellenálláshoz csatlakozik, az 1. ábrán látható módon.
Működés közben a készülék belső felhúzó ellenállást használ, amely 18kΩ-ra vagy 180kΩ-ra programozható, automatikusan előfeszítve egy-egy termisztort. A felhúzó ellenállást a gyári hibakeresés során mérik, értékét digitálisan tárolják a készülékben a hőmérséklet számításhoz.
Az ADC feszültség a REG18 feszültséget használja referenciaként a termisztor érintkező feszültségének arányos mérésére. Az egyes termisztorok feszültségét egy-három mérési ciklusonként mérik. Az eredeti ADC számlálóérték a DASTATUS6() alparancson keresztül érhető el. Normál üzemmódban a készülék ezeket a méréseket 250 ms-onként hőmérsékletre konvertálja; alvó üzemmódban a készülék ezeket a méréseket minden második mérésnél hőmérsékletgé alakítja.
A BQ76942 és BQ76952 ADC méréseken alapuló ötödrendű polinomokat használ a hőmérséklet kiszámításához. Ezek az eszközök alapértelmezett polinomiális együtthatókat tartalmaznak:
● Semitec 103-AT termisztor 18kΩ-os felhúzó ellenállással (10kΩ 25°C-on, B25/85=3435 k).
● Semitec 204AP-2 termisztor 180 kΩ-os felhúzó ellenállással (200 kΩ 25°C-on, B25/85=4470 k).
Más termisztorokkal való használatra optimalizált egyedi együtthatók regiszterekbe vagy egyszeri programozható memóriákba is írhatók.
Az egyes engedélyezett termisztorok által számított hőmérséklet 0,1°K-ban van megadva, és a soros kommunikációs interfész segítségével leolvasható.
Következtetésképpen
A BQ76942 és BQ76952 akkumulátormonitorok és -védők nagy teljesítményű mérési alrendszert tartalmaznak. Ez az alrendszer integrál egy belső chip hőmérséklet-mérést, és akár 9 külső termisztort támogat az akkumulátor vagy FET hőmérséklet mérésére. Ezek az eszközök különféle alkalmazásokban használhatók, például elektromos kéziszerszámokon és elektromos kerékpárokon, hogy biztosítsák a rendszer biztonságát az akkumulátor hőmérsékletének figyelésével és az akkumulátorcsomag letiltásával, ha a helyzet veszélyessé válik.
