Подобрете точността на измерване на температурата в системата за наблюдение на батерията
Както е споменато в статията"Монитор на батерията от следващо поколение: Как да подобрим безопасността на батерията, като същевременно подобряваме точността и удължаваме времето на работа", точното наблюдение на напрежението, тока и температурата на батерията помага да се гарантира, че е подходящ за използване в прахосмукачки, прахосмукачки, Безопасната работа на системи за масови потребителски стоки като електрически инструменти и електрически велосипеди. В тази статия ще проучим по-задълбочено мониторинга на температурата на литиевите батерии, включително правилната конфигурация на системата за безопасна работа.
Когато литиевата батерия работи извън температурния диапазон, посочен от производителя на батерията, съществува риск от термичен разгон, което в крайна сметка може да причини пожар или експлозия. Следователно, за да се гарантира безопасността на системата и да се изпълнят изискванията на различни стандарти, батерията трябва да бъде деактивирана всеки път, когато температурата на батерията надвиши посочения температурен диапазон. Въпреки това, да знаете кога да деактивирате батерията, зависи от точността на подсистемата за измерване на температурата на монитора на батерията и протектора, което е от съществено значение за гарантиране на безопасната работа на системата.
Най-новите продукти от серията монитор и протектор на батерията на Texas Instruments, BQ76942 (3 батерии в серия [3S], до 10S) и BQ76952 (до 3S до 16S), интегрират 16-битов/24-битов делта-сигма аналог -цифров преобразувател (ADC) ), мултиплексиране между различни измервания на напрежението, включително измерване на вътрешна температура на чипа и външен термистор.
BQ76942 (10S) и BQ76952 (16S) включват вътрешно измерване на температурата на чипа въз основа на ADC, използвайки вътрешната му референтна стойност за измерване на напрежението ΔVBE. Това напрежение се преобразува в отчитане на температурата, което може да бъде прочетено през серийния комуникационен интерфейс.
И двата монитора на батерията поддържат измерване на температурата с помощта на външни термистори на до 9 извода на устройства, което дава на системните дизайнери по-голяма гъвкавост при избора къде да измерват температурата в батерията. Отделни стойности на измерване на термистора и показанията на вътрешната температура на чипа могат да бъдат посочени да се използват като температура на батерията, температура на полевия транзистор (FET) или нито едно от двете.
Подсистемата за защита използва измерената стойност, определена като температура на батерията, за да определи, че температурата на батерията е твърде висока/ниска по време на зареждане или температурата е твърде висока/ниска по време на разреждане и да определи дали да позволи балансиране на батерията. Термисторът, определящ температурата на FET, се използва за идентифициране на прегряването на FET. Всеки термистор, който е активиран, но не е предназначен за температура на батерията или FET, ще се използва за отчитане на температурата, но няма да се използва от подсистемата за защита.
Вътрешната температура на чипа също определя дали е разрешено балансиране на батерията и дали устройството трябва да бъде поставено в изключено състояние, за да се избегне грешна работа, когато надвиши посочения диапазон на работна температура.
Термисторът се измерва, когато е свързан към вътрешния издърпващ резистор, свързан към REG18 (~1.8V) регулатор на напрежение с ниско напрежение, както е показано на Фигура 1.
По време на работа устройството използва вътрешен издърпващ резистор, програмируем на 18kΩ или 180kΩ, като автоматично насочва един термистор в даден момент. Издърпващият резистор се измерва по време на фабрично отстраняване на грешки и неговата стойност се съхранява цифрово в устройството за изчисляване на температурата.
ADC за напрежение използва напрежението REG18 като еталон за измерване пропорционално напрежението на щифта на термистора. Напрежението на всеки термистор се измерва на всеки един до три цикъла на измерване. Оригиналната стойност на броя на ADC може да бъде получена чрез подкомандата DASTATUS6(). В нормален режим устройството преобразува тези измервания в температура на всеки 250ms; в режим на заспиване, устройството преобразува тези измервания в температура при всяко друго измерване.
BQ76942 и BQ76952 използват полиноми от пети порядък въз основа на измервания на ADC за изчисляване на температурата. Тези устройства включват полиномни коефициенти по подразбиране за:
● Термистор Semitec 103-AT с 18kΩ издърпващ резистор (10kΩ при 25°C, B25/85=3,435 k).
● Термистор Semitec 204AP-2 с издърпващ резистор 180kΩ (200kΩ при 25°C, B25/85=4,470 k).
Персонализираните коефициенти, оптимизирани за използване с други термистори, също могат да бъдат записани в регистри или еднократно програмируеми памети.
Температурата, изчислена от всеки активиран термистор, е в единици от 0,1°K и може да бъде прочетена с помощта на серийния комуникационен интерфейс.
в заключение
Мониторите и протекторите на батерията BQ76942 и BQ76952 включват високоефективна измервателна подсистема. Тази подсистема интегрира вътрешно измерване на температурата на чипа и поддържа до 9 външни термистора за измерване на температурата на батерията или FET. Тези устройства могат да се използват в различни приложения като електрически инструменти и електрически велосипеди, за да се гарантира безопасността на системата чрез наблюдение на температурата на батерията и деактивиране на батерията, когато ситуацията стане опасна.
