Зарядное устройство для литий-ионных аккумуляторов серии BQ7718 от 2S до 5S предназначено для независимого контроля напряжения каждого из литий-ионных аккумуляторов в соответствии с внутренним опорным уровнем.

Как только какое-либо напряжение элемента стремится превысить опорный уровень, запускается внутренний таймер задержки. Этот таймер задержки ждет несколько секунд, а затем запускает выходной контакт IC.

Выход микросхемы шунтирует входной источник питания, так что состояние перенапряжения ячейки быстро ограничивается.

На следующей схеме показана базовая конфигурация с использованием литий-ионных элементов серии 5S или 5:

Вход питания может быть от контроллера солнечной панели.

Как только какая-либо из последовательных ячеек достигает ситуации перенапряжения, сначала активируется таймер задержки и ждет некоторое время, а затем, в конечном итоге, включается вывод OUT, чтобы шунтировать питание.

Повторное переключение ВЫХОДА ВКЛ / ВЫКЛ позволяет другим ячейкам продолжить процесс зарядки, а также одновременно предохраняет полностью заряженные ячейки от перезарядки.

Защита от перенапряжения литий-ионных аккумуляторов

Перезаряжаемые батареи обычно используются для хранения электроэнергии и использования этой мощности по мере необходимости.

Ключевыми проблемами в системах с батарейным питанием являются перенапряжение и перегрев батарей.

Литий-ионные батареи становятся жизнеспособным кандидатом для электронной промышленности и заменяют никелевые аккумуляторные батареи.

Литий-ионные аккумуляторные батареи приобрели популярность в последние несколько лет благодаря их широкому использованию в электрических скутерах, электронных велосипедах, дронах и электромобилях (EV).

Привлекательные и уникальные характеристики литий-ионных аккумуляторов:

Высокая плотность энергии
Высокая выходная мощность
Высокое напряжение элемента (по сравнению с никелевыми батареями)
Низкая скорость саморазряда (1: 4 по сравнению с никелевой технологией)

Несмотря на ряд преимуществ по сравнению с никелевыми батареями, литий-ионные батареи менее устойчивы, а чрезмерная зарядка сокращает их жизненный цикл.

Перенапряжение и перезарядка могут привести к перегреву, высокому внутреннему сопротивлению, низкому накоплению энергии или даже взрыву.

Чтобы получить максимальную пользу и продлить срок службы литий-ионных аккумуляторов, необходимо решить проблему перезарядки.

Для безопасности и защиты батарей схемы защиты должны быть правильно спроектированы и интегрированы в систему с батареей.

Защита от перегрузки и короткого замыкания также является жизненно важным фактором для продления срока службы аккумуляторной системы.

Ключевая особенность:

Чтобы справиться со всеми вышеупомянутыми проблемами, эксперты рекомендовали схему защиты литий-ионных элементов серии BQ7718 IC.

Линейка продуктов BQ7718 не только контролирует перенапряжение в системе зарядки аккумулятора, но также защищает аккумулятор от перенапряжения.

Поскольку аккумуляторная батарея состоит из ряда или нескольких ячеек, защита каждой ячейки обеспечивается схемами BQ7718xy.

Приложение BQ7718 обеспечивает гибкость для контроля и управления литий-ионными батареями серии от 2 до 5.

Защита от перегрузки и короткого замыкания также обеспечивается внутренним таймером задержки для быстрой защиты элементов батареи.

BQ7718 предоставляет клиентский испытательный модуль и обеспечивает независимый мониторинг каждой ячейки для обеспечения защиты от перенапряжения.

В пользовательском тестовом режиме время тестирования может быть сокращено для проверки и проверки параметра таймера перенапряжения при интеграции в аккумуляторный блок.

Чтобы включить тестовый режим и настроить таймер задержки, обратитесь к таблице данных.

Его размер невелик (QFN 3 мм x 4 мм, MSOP 3 мм x 5 мм) и достаточно экономичен, чтобы его можно было легко встроить в аккумуляторный блок.

Кроме того, рабочее напряжение и потребляемый ток BQ7718 слишком малы (низкое энергопотребление ICC ≈ 1 мкА), что может быть ниже, чем собственная скорость саморазряда любой хорошо спроектированной литий-ионной батареи.

Порог перезарядки также фиксирован, что позволяет полностью зарядить и предотвратить перезарядку. Имеет защиту от перенапряжения с высокой точностью ± 10 мВ.

Диапазон порога защиты от перенапряжения может быть выбран из каталога (от 4.200 до 4.300 вольт) в зависимости от требований к цепи аккумуляторной батареи.

Если выбранный порог слишком высок, аккумулятор может быть поврежден, поэтому выбирайте порог точно в соответствии с потребностями схемы.

По заявлению производителя, также важно отметить, что ток утечки на каждую ячейку составляет менее 100 нА.

Выравнивание заряда в каждой ячейке обязательно для сохранения максимального количества энергии, каждая ячейка должна заряжаться одинаково.

Любой дисбаланс в зарядке каждого элемента из-за производственного брака или частой зарядки, разрядки может сократить время работы аккумулятора.

Как мы уже упоминали, в BQ7718xy каждая ячейка контролируется независимо, проблема несбалансированной зарядки ячеек может быть устранена.

Фактическое напряжение и защита опорное напряжение постоянно контролируется BQ7718xy для каждой ячейки, любое определение дисбаланса или неравных зарядок (сконфигурировано О.В. времени задержки) среди клеток активизирует схему таймера.

По истечении времени действия схемы таймера активируется состояние зарядки. Нормальный режим зарядки активируется, когда напряжение падает ниже заданных значений.

Производитель рекомендовал, чтобы для измерения входного напряжения каждой ячейки были установлены последовательный резистор и конденсатор на ячейке, как это требуется для фильтрации шума и стабильного контроля напряжения.

Рабочая температура BQ7718xy находится в диапазоне от -10 ° C до 110 ° C, превышение этого диапазона может привести к необратимому повреждению устройств.

Продолжительное воздействие на максимальные пределы в любых условиях может изменить функциональность системы и может пострадать ее надежность.

Чтобы избежать проблемы с надежностью, рекомендуется, чтобы устройства не подвергались наихудшим или максимальным предельным условиям в течение более длительного времени.

Функции PIN:

BQ7718xy доступен в двух распространенных конфигурационных пакетах, таких как DPJ и DGK (оба с 8 контактами), как показано на рисунке ниже.

VDD - это источник питания (30 В макс., Рекомендуется 25 В), а VSS - это опорная земля или отрицательная клемма.

Последовательный резистор должен быть подключен к VDD для ограничения тока, а конденсатор должен быть подключен к выводу VSS для фильтрации шума.

Контакты V1 - V5 используются для считывания входных напряжений в ячейках 1 и 5 соответственно. Вывод Out используется для подачи сигнала о неисправности аккумулятора (диапазон напряжения от -0,3 до 30).

Конфигурации схемы

Простой подход к защите от зарядки литий-ионных аккумуляторов серии 3, 4 или 5 показан на рисунке ниже.

“как сделать коробчатую солнечную плиту ”

При разработке схем защиты от перенапряжения для аккумуляторной батареи необходимо следовать рекомендациям производителя.

Любое изменение диапазонов, указанных в паспорте, может повлиять на точность измерения напряжения элемента. Калибровка устройства выполнена с использованием значения = 1 кОм, точность устройства может быть изменена, если для калибровки используется другое значение.

Схема применения BQ7718:

Электронные схемы для контроля и защиты от перенапряжения, выравнивания заряда в условиях высоких температур с внутренним таймером задержки могут быть разработаны с использованием BQ7718xy.

Для защиты литий-ионных аккумуляторных батарей, используемых в ручных электроинструментах / садовых инструментах, электрических велосипедах / скутерах, а также в беспроводных бытовых приборах, таких как пылесосы.

Резюме:

Информация, представленная на изображении ниже, вкратце описывает функциональные детали ИС и ее применения.

Аффанни, А., Беллини, А., Франческини, Г., Гульельми, П., и Тассони, К. (2005). Выбор и управление батареями для электромобилей нового поколения. IEEE-транзакции по промышленной электронике , 52 (5), 1343-1349.

Предыдущая статья: 5-разрядная схема частотомера Далее: Цепь ультразвуковой пожарной сигнализации с обнаружением турбулентности воздуха