Paranna lämpötilan mittaustarkkuutta akun valvontajärjestelmässä
Kuten artikkelissa&mainittiin;Seuraavan sukupolven akkumonitori: Kuinka parantaa akun turvallisuutta samalla kun parannat tarkkuutta ja pidennät käyttöaikaa", akun jännitteen, virran ja lämpötilan tarkka seuranta auttaa varmistamaan, että se sopii käyttö pölynimureissa, pölynimureissa, Joukkokulutustavaroiden, kuten sähkötyökalujen ja sähköpolkupyörien järjestelmien turvallinen käyttö. Tässä artikkelissa tutkimme litiumakkujen lämpötilan valvontaa tarkemmin, mukaan lukien järjestelmän oikea konfigurointi turvallisen toiminnan varmistamiseksi.
Kun litiumakkua käytetään akun valmistajan määrittämän lämpötila-alueen ulkopuolella, on olemassa vaara, että lämpö voi ylittää, mikä voi lopulta aiheuttaa tulipalon tai räjähdyksen. Siksi järjestelmän turvallisuuden varmistamiseksi ja erilaisten standardien vaatimusten täyttämiseksi akku on kytkettävä pois päältä aina, kun akun lämpötila ylittää määritellyn lämpötila-alueen. Akun käytöstä poistamisen tietäminen riippuu kuitenkin akun monitorin ja suojan lämpötilan mittausosajärjestelmän tarkkuudesta, mikä on olennaista järjestelmän turvallisen toiminnan varmistamiseksi.
Texas Instruments -akkumonitori- ja -suojasarjan uusimmat tuotteet, BQ76942 (3 akkua sarjassa [3S], jopa 10S) ja BQ76952 (jopa 3S - 16S), sisältävät 16-bittisen/24-bittisen delta-sigma-analogin. -digitaalimuunnin (ADC) ), multipleksointi eri jännitemittausten välillä, mukaan lukien sisäisen sirun lämpötilan ja ulkoisen termistorin mittaus.
BQ76942 (10S) ja BQ76952 (16S) sisältävät sisäisen sirun lämpötilamittauksen, joka perustuu ADC:hen, joka käyttää sen sisäistä referenssiä ΔVBE-jännitteen mittaamiseen. Tämä jännite muunnetaan lämpötilalukemaksi, joka voidaan lukea sarjaliikenneliitännän kautta.
Molemmat akkumonitorit tukevat lämpötilan mittausta käyttämällä ulkoisia termistoreja jopa 9 laitteen nastassa, mikä antaa järjestelmän suunnittelijoille enemmän joustavuutta valita, missä akun lämpötila mitataan. Erilliset termistorin mittausarvot ja sisäiset sirun lämpötilalukemat voidaan määrittää käytettäväksi akun lämpötilana, kenttätransistorin (FET) lämpötilana tai ei kumpaakaan.
Suojausosajärjestelmä käyttää akun lämpötilaksi nimettyä mitattua arvoa tunnistaakseen akun lämpötilan olevan liian korkea/matala latauksen aikana tai lämpötila on liian korkea/matala purkamisen aikana ja määrittääkseen, sallitaanko akun tasapainottaminen. FET-lämpötilan määrittelevää termistoria käytetään tunnistamaan FETin ylikuumeneminen. Kaikkia termistoreita, jotka on otettu käyttöön, mutta joita ei ole määritetty akun tai FET-lämpötilalle, käytetään lämpötilaraportointiin, mutta suojausalijärjestelmä ei käytä niitä.
Sisäinen sirun lämpötila määrittää myös sen, onko akun tasapainottaminen sallittua ja onko laite asetettava pois päältä, jotta vältytään virheelliseltä toiminnalta, kun se ylittää määritellyn käyttölämpötila-alueen.
Termistori mitataan, kun se on kytketty sisäiseen vetovastukseen, joka on kytketty REG18 (~1,8V) matalan katkeamisjännitteen säätimeen, kuten kuvassa 1.
Käytön aikana laite käyttää sisäistä vetovastusta, joka on ohjelmoitavissa 18kΩ tai 180kΩ:iin, ja se biasoi automaattisesti yhden termistorin kerrallaan. Vetovastus mitataan tehdasvirheenkorjauksen yhteydessä ja sen arvo tallennetaan digitaalisesti laitteeseen lämpötilan laskentaa varten.
Jännite ADC käyttää REG18-jännitettä referenssinä termistorin nastan jännitteen suhteellisessa mittaamisessa. Kunkin termistorin jännite mitataan 1-3 mittausjakson välein. Alkuperäinen ADC-lukuarvo saadaan DASTATUS6()-alikomennon kautta. Normaalitilassa laite muuntaa nämä mittaukset lämpötilaksi 250 ms välein; lepotilassa laite muuntaa nämä mittaukset lämpötilaksi joka toinen mittaus.
BQ76942 ja BQ76952 käyttävät viidennen kertaluvun polynomeja, jotka perustuvat ADC-mittauksiin lämpötilan laskemiseen. Nämä laitteet sisältävät oletuspolynomikertoimet:
● Semitec 103-AT -termistori 18 kΩ:n vetovasuksella (10 kΩ 25 °C:ssa, B25/85=3 435 k).
● Semitec 204AP-2 termistori, jossa 180 kΩ vetovastus (200 kΩ 25 °C:ssa, B25/85=4 470 k).
Muiden termistorien kanssa käytettäviksi optimoidut mukautetut kertoimet voidaan myös kirjoittaa rekistereihin tai kerta-ohjelmoitaviin muisteihin.
Kunkin aktivoidun termistorin laskema lämpötila on 0,1 K yksiköissä ja se voidaan lukea sarjaliikennerajapinnan avulla.
tiivistettynä
BQ76942- ja BQ76952-akkumonitorit ja -suojat sisältävät tehokkaan mittausalijärjestelmän. Tämä alijärjestelmä sisältää sisäisen sirun lämpötilan mittauksen ja tukee jopa 9 ulkoista termistoria akun tai FET-lämpötilan mittaamiseen. Näitä laitteita voidaan käyttää erilaisissa sovelluksissa, kuten sähkötyökaluissa ja sähköpyörissä, varmistamaan järjestelmän turvallisuus valvomalla akun lämpötilaa ja poistamalla akun käytöstä, kun tilanne muuttuu vaaralliseksi.
