Підвищити точність вимірювання температури в системі моніторингу батареї
Як зазначено в статті"Монітор акумулятора наступного покоління: як підвищити безпеку акумулятора, підвищуючи точність і подовжуючи час роботи", точний моніторинг напруги, струму та температури акумулятора допомагає переконатися, що він підходить для використання в пилососах, пилососах, Безпечна експлуатація систем для товарів масового споживання, таких як електроінструменти та електровелосипеди. У цій статті ми детальніше вивчимо моніторинг температури літієвих батарей, включаючи правильну конфігурацію системи для безпечної роботи.
Коли літієва батарея експлуатується поза температурним діапазоном, зазначеним виробником акумулятора, існує ризик термічного розбігу, що може призвести до пожежі або вибуху. Тому, щоб забезпечити безпеку системи та відповідати вимогам різних стандартів, акумулятор необхідно відключати щоразу, коли температура батареї перевищує заданий діапазон температур. Однак знання того, коли відключати батарею, залежить від точності підсистеми вимірювання температури батареї та захисного пристрою, що важливо для безпечної роботи системи.
Останні продукти серії моніторів і захисників акумулятора Texas Instruments, BQ76942 (3 батареї в серії [3S], до 10S) і BQ76952 (до 3S до 16S), інтегрують 16-біт/24-бітний дельта-сигма-аналог. -цифровий перетворювач (АЦП), мультиплексування між різними вимірюваннями напруги, включаючи вимірювання внутрішньої температури мікросхеми та зовнішнього термістора.
BQ76942 (10S) і BQ76952 (16S) включають вимірювання внутрішньої температури мікросхеми на основі АЦП, використовуючи його внутрішнє опорне значення для вимірювання напруги ΔVBE. Ця напруга перетворюється в показник температури, який можна прочитати через інтерфейс послідовного зв’язку.
Обидва монітори акумулятора підтримують вимірювання температури за допомогою зовнішніх термісторів на 9 контактах пристрою, що надає розробникам системи більшу гнучкість у виборі місця вимірювання температури в акумуляторній батареї. Окремі значення вимірювання термістора та показники внутрішньої температури мікросхеми можна вказати для використання як температури батареї, температури польового транзистора (FET) або ні того, ні іншого.
Підсистема захисту використовує виміряне значення, позначене як температура батареї, щоб визначити, що температура батареї занадто висока/низька під час заряджання або температура занадто висока/низька під час розрядки, а також щоб визначити, чи дозволити балансування акумулятора. Термістор, що вказує температуру FET, використовується для визначення перегріву FET. Будь-який термістор, який увімкнено, але не призначений для температури батареї або FET, буде використовуватися для звіту про температуру, але не використовуватиметься підсистемою захисту.
Внутрішня температура мікросхеми також визначає, чи дозволено балансування батареї та чи слід перевести пристрій у вимкнений стан, щоб уникнути помилкової роботи, коли він перевищує заданий діапазон робочих температур.
Термістор вимірюється при підключенні до внутрішнього підтягуючого резистора, підключеного до регулятора напруги з низьким падінням REG18 (~1,8 В), як показано на малюнку 1.
Під час роботи пристрій використовує внутрішній підтягуючий резистор, програмований на 18 кОм або 180 кОм, автоматично зміщуючи один термістор за раз. Підтягуючий резистор вимірюється під час заводської налагодження, а його значення в цифровому вигляді зберігається в приладі для розрахунку температури.
АЦП напруги використовує напругу REG18 як еталон для пропорційного вимірювання напруги на виводі термістора. Напруга на кожному термісторі вимірюється кожні один-три цикли вимірювання. Початкове значення підрахунку АЦП можна отримати за допомогою підкоманди DASTATUS6(). У звичайному режимі пристрій перетворює ці вимірювання в температуру кожні 250 мс; в режимі сну пристрій перетворює ці вимірювання в температуру під час кожного іншого вимірювання.
BQ76942 і BQ76952 використовують поліноми п’ятого порядку на основі вимірювань АЦП для обчислення температури. Ці пристрої містять поліноміальні коефіцієнти за замовчуванням для:
● Термістор Semitec 103-AT з підтягуючим резистором 18 кОм (10 кОм при 25°C, B25/85=3435 кОм).
● Термістор Semitec 204AP-2 з підтягуючим резистором 180 кОм (200 кОм при 25°C, B25/85=4470 кОм).
Спеціальні коефіцієнти, оптимізовані для використання з іншими термісторами, також можуть бути записані в регістри або одноразові програмовані пам’яті.
Температура, розрахована кожним увімкненим термістором, наведена в одиницях 0,1°К і може бути прочитана за допомогою інтерфейсу послідовного зв’язку.
на закінчення
Монітори та захисні пристрої батареї BQ76942 і BQ76952 включають високопродуктивну підсистему вимірювання. Ця підсистема інтегрує внутрішнє вимірювання температури мікросхеми і підтримує до 9 зовнішніх термісторів для вимірювання температури акумулятора або FET. Ці пристрої можна використовувати в різних програмах, таких як електроінструменти та електричні велосипеди, щоб забезпечити безпеку системи, відстежуючи температуру батареї та відключаючи акумулятор, коли ситуація стає небезпечною.
