Ce chargeur de cellule Li-Ion série BQ7718 2S à 5S est conçu pour surveiller la tension de chacune des cellules Li-ion indépendamment, en référence à un niveau de référence réglé en interne.
Dès qu'une tension de la cellule a tendance à dépasser le niveau de référence, elle déclenche une temporisation interne. Ce temporisateur attend quelques secondes, puis déclenche par la suite sur la broche de sortie du circuit intégré.
La sortie du circuit intégré dérive l'alimentation d'entrée de sorte que la condition de surtension de la cellule est rapidement limitée.
Le schéma suivant montre la configuration de base avec un pack de cellules Li-Ion série 5S ou 5:
L'entrée d'alimentation peut provenir d'un contrôleur de panneau solaire.
Dès que l'une des cellules de la série atteint une situation de surtension, d'abord le temporisateur de retard s'active et attend un moment, puis finalement la broche OUT est déclenchée sur ON pour dériver l'alimentation.
La commutation répétée OUTPUT ON / OFF permet aux autres cellules de continuer le processus de charge, et empêche également simultanément les cellules de série complètement chargées de se surcharger.
Protection contre les surtensions des batteries Li-Ion série
Les batteries rechargeables sont couramment utilisées pour le stockage de l'énergie électrique et pour l'utiliser selon la demande.
Les principaux défis des systèmes fonctionnant sur batterie sont la surtension et la surchauffe des batteries.
Les batteries Li-Ion deviennent un candidat viable pour l'industrie électronique et remplacent les batteries rechargeables à base de nickel.
Les batteries rechargeables au lithium-ion ont gagné en popularité ces dernières années en raison de leur utilisation intensive dans les scooters électriques, les vélos électriques, les drones et les véhicules électriques (VE).
Les caractéristiques attrayantes et uniques des batteries Li-Ion sont:
- Haute densité d'énergie
- Puissance de sortie élevée
- Tension de cellule élevée (par rapport aux batteries au nickel)
- Faible taux d'autodécharge (1: 4 par rapport à la technologie nickel)
Malgré de nombreux avantages par rapport aux batteries au nickel, les batteries Li-Ion sont moins tolérantes et la surcharge réduit leur cycle de vie.
La surtension et la surcharge peuvent entraîner une surchauffe, une résistance interne élevée, un faible stockage d'énergie ou même une explosion.
Pour tirer le meilleur parti des avantages et augmenter la durée de vie des batteries Li-Ion, le problème de la surcharge doit être résolu.
Pour la sécurité et la protection des batteries, les circuits de protection doivent être correctement conçus et intégrés au système avec batterie.
La protection contre les surcharges et les courts-circuits est également un facteur vital pour prolonger la durée de vie du système de batterie.
Principales caractéristiques:
Pour lutter contre tous les défis mentionnés ci-dessus, les experts ont recommandé le circuit de protection de cellule Li-Ion série BQ7718 IC.
La gamme de produits BQ7718 surveille non seulement la surtension dans le système de charge de la batterie, mais protège également la batterie contre les surtensions.
Le pack de batteries étant constitué d'une série ou d'un nombre de cellules, la protection de chaque cellule a été assurée par les circuits BQ7718xy.
L'application du BQ7718 offre la flexibilité de surveiller et de contrôler les batteries Li-Ion à cellules série 2 à 5.
La protection contre les surcharges et les courts-circuits est également fournie avec le temporisateur interne pour la protection rapide des cellules de la batterie.
Le BQ7718 fournit le module de test client et permet la surveillance indépendante de chaque cellule pour assurer la protection contre les surtensions.
En mode test client, le temps de test peut être réduit pour la vérification et la vérification du paramètre de la minuterie de surtension lors de l'intégration dans la batterie.
Pour activer le mode de test et la configuration du temporisateur, veuillez consulter la fiche technique.
Sa taille est petite (QFN 3 mm x 4 mm, MSOP 3 mm x 5 mm) et suffisamment économique pour être facilement incorporée dans la batterie.
De plus, la tension de fonctionnement et la consommation de courant du BQ7718 sont trop faibles (faible consommation d'énergie ICC ≈ 1 µA) pour être inférieures au taux d'autodécharge inhérent à toute batterie Li-Ion bien conçue.
Le seuil de surcharge est également fixe, ce qui permet une charge complète et évite la surcharge. Il a la protection contre les surtensions avec une grande précision de ± 10 mV.
La plage de seuil de protection contre les surtensions peut être sélectionnée dans le catalogue (allant de 4.200 à 4.300 volts) en fonction de la configuration du circuit de la batterie.
Si le seuil sélectionné est trop élevé, la batterie peut être endommagée, alors sélectionnez le seuil avec précision en fonction des besoins du circuit.
Selon le fabricant, il est également important de noter que l'entrée de courant de fuite par cellule est inférieure à 100 nA.
L'égalisation de charge dans chaque cellule est obligatoire pour stocker la quantité maximale d'énergie, chaque cellule doit être chargée de manière égale.
Tout déséquilibre dans la charge de chaque cellule en raison d'un défaut de fabrication ou d'une charge fréquente, la décharge peut réduire la durée de fonctionnement de la batterie.
Comme nous l'avons mentionné, dans BQ7718xy, chaque cellule est surveillée indépendamment, le problème de la charge par déséquilibre de cellule peut être éliminé.
La tension réelle et la tension de référence de protection sont constamment surveillées par le BQ7718xy pour chaque cellule, toute détection de déséquilibre ou de charge inégale (temps de retard OV configuré) parmi les cellules active un circuit de minuterie.
Lorsque le circuit de minuterie expire, l'état de charge est activé. Le mode de charge normal a été activé lorsque les tensions tombent en dessous des valeurs préréglées.
Il a été recommandé par le fabricant que pour détecter la tension d'entrée de chaque cellule, une résistance et un condensateur série aux bornes de la cellule doivent être installés selon les besoins pour la filtration du bruit et la surveillance stable de la tension.
La température de fonctionnement du BQ7718xy est comprise entre -10 ° C et 110 ° C, le dépassement de ces plages peut endommager définitivement les appareils.
Une exposition prolongée aux limites maximales dans n'importe quelle condition peut altérer la fonctionnalité du système et la fiabilité peut être affectée.
Pour éviter le problème de fiabilité, il est recommandé que les appareils ne soient pas exposés aux pires conditions ou aux limites maximales pendant une durée plus longue.
Fonctionnalités PIN:
Le BQ7718xy est disponible dans deux packages de configuration courants tels que DPJ et DGK (tous deux en 8 broches), comme illustré ci-dessous.
VDD est l'alimentation (30 V max, tandis que 25 V est recommandé) tandis que VSS est la masse de référence ou la borne négative.
Une résistance série doit se connecter à VDD pour limiter le courant et un condensateur doit être connecté à la broche VSS pour filtrer le bruit.
Les broches V1 à V5 sont utilisées pour détecter les tensions d'entrée dans les cellules 1 à 5 respectivement. La broche de sortie est utilisée pour le signal de défaut de surtension (plage de tension -0,3 à 30) dans la batterie.
Configurations de circuits
Une approche simple pour la protection de charge des cellules de la série 3,4 ou 5 de batteries Li-Ion a été illustrée dans la figure ci-dessous.
Les recommandations du fabricant doivent être suivies pour le développement de circuits de protection contre les surtensions pour le bloc-batterie.
Toute modification des plages indiquées dans la fiche technique peut avoir un impact sur la précision de la mesure de tension de la cellule. L'étalonnage de l'appareil a été effectué en utilisant la valeur = 1 kΩ, la précision de l'appareil peut être modifiée si une autre valeur de est utilisée pour l'étalonnage.
Circuit d'application de BQ7718:
Des circuits électroniques pour la surveillance et la protection contre les surtensions, l'égalisation de charge à haute température avec une minuterie de retard interne peuvent être conçus en utilisant le BQ7718xy.
Pour la protection des batteries Li-Ion utilisées dans les outils électriques portables / outils de jardinage, les vélos électriques / scooter et les appareils ménagers sans fil comme les aspirateurs.
Sommaire:
Les informations présentées dans l'image ci-dessous fournissent les détails fonctionnels du CI et son application en un mot.
Les références:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq7718.pdf
Affanni, A., Bellini, A., Franceschini, G., Guglielmi, P., et Tassoni, C. (2005). Choix et gestion des batteries pour les véhicules électriques de nouvelle génération. Transactions IEEE sur l'électronique industrielle , 52 (5), 1343-1349.
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