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芯片公司：德州儀器（TI）
發(fā)布時間：2023-04-26
鋰離子和磷酸鐵鋰電池在電池包中的使用越來越多，可為以下設(shè)備實現(xiàn)更高的容量和能量、相同或更小的體積及 相等或更輕的重量：
? 電信和服務(wù)器電池備份單元 (BBU)
? 能量存儲系統(tǒng) (ESS)
? 鋰離子電池組
? 移動式發(fā)電站
這些器件中的每一個都受益于更高的功率和能量密度以及安全且環(huán)保的鋰離子和磷酸鐵鋰電池。 雖然這種化學(xué)物 質(zhì)可提供高能量密度，并因而具備體積更小、重量更輕的優(yōu)勢，但這些屬性也會涉及到安全問題，需要更準(zhǔn)確和 復(fù)雜的監(jiān)測和保護(hù)。這些問題包括：
? 欠壓保護(hù) (CUV)
? 電芯過壓 (COV)
? 過熱 (OT)
? 充電過流 (OCC) 和放電過流 (OCD)
? 短路放電 (SCD)
所有這些問題都會加速電池退化，并可能導(dǎo)致熱失控和爆炸。
因此，在出現(xiàn)異常情況時，需要監(jiān)控電池包電流、電芯溫度和每個電芯的電壓。必須防止電池包出現(xiàn)所有這些情 況。各個參數(shù)始終需要良好的測量精度，尤其是電芯電壓、電池包電流和電芯溫度。為了實現(xiàn)準(zhǔn)確的保護(hù)以及電 池包充電狀態(tài) (SoC) 和電池運(yùn)行狀況 (SoH) 計算，必須保持良好的精度。因為 LiFePO4 電池包應(yīng)用具有穩(wěn)定的電 壓，所以對它來說尤其必須保持良好的精度。電池供電應(yīng)用的另一個重要特性是電流消耗，特別是在運(yùn)輸模式或 待機(jī)模式下。更低的電流消耗可節(jié)省更多能源，并提供更長的存儲時間，而不會使電池過度放電。
此設(shè)計側(cè)重于超大容量電池包應(yīng)用，例如用于電信和服務(wù)器的 BBU、48-V ESS、電動摩托車、便攜式發(fā)電站等。 該設(shè)計包含一個 BQ76952 電池監(jiān)控器和保護(hù)器，用于監(jiān)控每個電芯的電壓、溫度和電池包電流，并保護(hù)電池包免 受所有異常情況的影響。這些情況包括電芯過壓、電芯欠壓、過熱、充電和放電過流以及短路放電。五對 N 溝道 MOSFET 位于電池負(fù)極中，作為控制充電和放電過程的開關(guān)。此設(shè)計具有 5A 灌電流和拉電流驅(qū)動器，能夠驅(qū)動 更多 MOSFET 以支持更大的電池容量。此參考設(shè)計支持隔離式 RS-485 通信，以傳輸電池包數(shù)據(jù)和接收命令，并 保留隔離式 CAN 收發(fā)器來測試輔助電源性能。此設(shè)計不支持 CAN 通信，因為本設(shè)計中使用的 MCU 沒有集成的 CAN 控制器。此設(shè)計精心設(shè)計了輔助電源架構(gòu)，該架構(gòu)可在有限數(shù)量的元件和簡單的控制策略下實現(xiàn)非常低的運(yùn) 輸模式 (10μA) 和待機(jī)模式 (100μA) 電流消耗。
電信和服務(wù)器、住宅儲能系統(tǒng) (ESS)、電動摩托車、便攜式發(fā)電站和其他高容量電池包應(yīng)用的電池備份單元 (BBU)。
低電流消耗：
待機(jī)模式下的典型值為 100μA
運(yùn)輸模式下的典型值為 10μA
電芯電壓精度高，無需校準(zhǔn)
25°C 時為 ±5mV
0°C 至 60°C 時為 ±10mV
-40°C 至 85°C 時為 ±15mV
可靠的電池電芯保護(hù)包括電芯過壓、欠壓、雙電平過流放電、過流充電、放電短路和過熱保護(hù)
其他系統(tǒng)保護(hù)包括電芯開路和主機(jī)看門狗熱管理、CAN 總線故障、充電和放電 MOSFET 短路保護(hù)
低側(cè) N 溝道 MOSFET 和強(qiáng)大的驅(qū)動能力
| 圖片 | 數(shù)據(jù)手冊 | 商品名稱 | 產(chǎn)品型號 | 產(chǎn)品描述 | 品牌 | 單機(jī)用量 | 價格 | 操作 |
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柵極驅(qū)動器 | UCC27524ADR | 具有5-V UVLO、啟用和負(fù)輸入電壓處理的5-A/5-A雙通道柵極驅(qū)動器 | TI | 1 |
2.1127
1+ 3.4500 10+ 3.0127 30+ 2.7627 100+ 2.3254 500+ 2.1127 |
在線訂購 | |
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柵極驅(qū)動器 | UCC27517DBVR | SOT-23封裝中的4-A/4-A單通道柵極驅(qū)動器，具有5伏UVLO和13納秒延遲 | TI | 1 |
2.3741
1+ 3.8768 10+ 3.3854 30+ 3.1044 100+ 2.6130 500+ 2.3741 |
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DC/DC開關(guān)轉(zhuǎn)換器 | LM5163DDAR | DC-DC電源芯片 100V輸入，0.5A同步降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，具有超低IQ | TI | 1 |
24.7470
1+ 40.8889 10+ 35.6104 30+ 32.5920 100+ 27.3135 500+ 24.7470 |
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DC/DC開關(guān)轉(zhuǎn)換器 | TPS54308DDCR | DC-DC電源芯片 SOT23-6 Vi=4.5~28V Io=3A | TI | 1 |
10.2000
1+ 17.3425 10+ 15.0068 30+ 13.6712 100+ 11.3356 500+ 10.2000 |
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| 查看更多 | ||||||||
| 應(yīng)用手冊： | TIDMB16.PDF |
| 規(guī)格書： | Design guide — TIDA-010216.pdf |
| BOM List： | Bill of materials (BOM) — TIDA-010216.pdf |
| Gerber： | tidcgb3.zip |
| 電路圖： | Schematic — TIDA-010216.pdf |
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