Poboljšajte točnost mjerenja temperature u sustavu za nadzor baterije
Kao što je spomenuto u članku" Monitor baterije sljedeće generacije: kako poboljšati sigurnost baterije uz poboljšanje točnosti i produljenje vremena rada", precizno praćenje napona, struje i temperature baterije pomaže osigurati da je prikladan za upotreba u usisavačima, usisivačima, Siguran rad sustava za robu široke potrošnje kao što su električni alati i električni bicikli. U ovom članku ćemo detaljnije proučiti praćenje temperature litij baterija, uključujući ispravnu konfiguraciju sustava za siguran rad.
Kada se litijeva baterija radi izvan temperaturnog raspona koji je odredio proizvođač baterije, postoji opasnost od toplinskog bijega, što na kraju može uzrokovati požar ili eksploziju. Stoga, kako bi se osigurala sigurnost sustava i ispunili zahtjevi različitih standarda, baterija se mora isključiti svaki put kada temperatura baterije prijeđe navedeni temperaturni raspon. Međutim, saznanje kada treba isključiti bateriju ovisi o točnosti podsustava mjerenja temperature monitora baterije i zaštitnika, što je bitno za siguran rad sustava.
Najnoviji proizvodi u Texas Instruments seriji monitora i zaštitnika baterija, BQ76942 (3 baterije u seriji [3S], do 10S) i BQ76952 (do 3S do 16S), integriraju 16-bit/24-bit delta-sigma analogni - u-digitalni pretvarač (ADC) ), multipleksiranje između različitih mjerenja napona, uključujući mjerenje unutarnje temperature čipa i vanjskog termistora.
BQ76942 (10S) i BQ76952 (16S) uključuju unutarnje mjerenje temperature čipa na temelju ADC-a koristeći njegovu internu referencu za mjerenje napona ΔVBE. Taj se napon pretvara u očitanje temperature, koje se može očitati preko serijskog komunikacijskog sučelja.
Oba monitora baterije podržavaju mjerenje temperature pomoću vanjskih termistora na do 9 pinova uređaja, što dizajnerima sustava daje veću fleksibilnost u odabiru mjesta za mjerenje temperature u bateriji. Zasebne mjerne vrijednosti termistora i očitanja unutarnje temperature čipa mogu se navesti da se koriste kao temperatura baterije, temperatura tranzistora s efektom polja (FET) ili ništa.
Zaštitni podsustav koristi izmjerenu vrijednost označenu kao temperatura baterije da identificira da je temperatura baterije previsoka/niska tijekom punjenja ili da je temperatura previsoka/niska tijekom pražnjenja te da odredi hoće li dopustiti balansiranje baterije. Termistor koji specificira temperaturu FET-a koristi se za identifikaciju pregrijavanja FET-a. Bilo koji termistor koji je omogućen, ali nije određen za temperaturu baterije ili FET-a, koristit će se za izvještavanje o temperaturi, ali ga neće koristiti zaštitni podsustav.
Unutarnja temperatura čipa također određuje je li balansiranje baterije dopušteno i treba li uređaj staviti u isključeno stanje kako bi se izbjegao pogrešan rad kada prijeđe svoj specificirani raspon radne temperature.
Termistor se mjeri kada je spojen na unutarnji pull-up otpornik spojen na REG18 (~1.8V) regulator napona s malim ispadom, kao što je prikazano na slici 1.
Tijekom rada, uređaj koristi unutarnji pull-up otpornik koji se može programirati na 18kΩ ili 180kΩ, automatski prednapredujući jedan po jedan termistor. Pul-up otpornik se mjeri tijekom tvorničkog otklanjanja pogrešaka, a njegova se vrijednost digitalno pohranjuje u uređaj za izračun temperature.
Naponski ADC koristi REG18 napon kao referencu za proporcionalno mjerenje napona na pinu termistora. Napon na svakom termistoru mjeri se svakih jedan do tri ciklusa mjerenja. Izvorna vrijednost brojanja ADC-a može se dobiti putem podnaredbe DASTATUS6(). U normalnom načinu rada, uređaj pretvara ta mjerenja u temperaturu svakih 250 ms; u stanju mirovanja, uređaj pretvara ta mjerenja u temperaturu pri svakom drugom mjerenju.
BQ76942 i BQ76952 koriste polinome petog reda na temelju ADC mjerenja za izračun temperature. Ovi uređaji uključuju zadane polinomske koeficijente za:
● Semitec 103-AT termistor s 18kΩ pull-up otpornikom (10kΩ na 25°C, B25/85=3,435 k).
● Semitec 204AP-2 termistor sa 180kΩ pull-up otpornikom (200kΩ na 25°C, B25/85=4,470 k).
Prilagođeni koeficijenti optimizirani za korištenje s drugim termistorima također se mogu zapisati u registre ili jednokratne programabilne memorije.
Temperatura koju izračunava svaki uključeni termistor je u jedinicama od 0,1°K i može se očitati korištenjem serijskog komunikacijskog sučelja.
u zaključku
Monitori i štitnici baterije BQ76942 i BQ76952 uključuju mjerni podsustav visokih performansi. Ovaj podsustav integrira unutarnje mjerenje temperature čipa i podržava do 9 vanjskih termistora za mjerenje temperature baterije ili FET-a. Ovi se uređaji mogu koristiti u raznim aplikacijama kao što su električni alati i električni bicikli kako bi se osigurala sigurnost sustava praćenjem temperature baterije i onemogućavanjem baterije kada situacija postane opasna.
