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電池包的應用與技術(shù)問(wèn)題 為了獲得更大的能量密度，鋰離子和磷酸鐵鋰電池在電池包中的使用越來(lái)越多，比如：電信機房的UPS單元，移動(dòng)式電站，儲能系統等。 鋰離子和磷酸鐵鋰電池在提供更高的功率和能量密度的同時(shí)也需要更準確和復雜的監測和保護。比如：欠壓保護 (CUV)、電芯過(guò)壓 (COV)、過(guò)熱 (OT)、 充電過(guò)流 (OCC) 和放電過(guò)流 (OCD)、 短路放電 (SCD)。這些方面出現輕則會(huì )加速電池退化，嚴重的可能導致熱失控和爆炸。 系統需要良好的測量精度來(lái)知道電芯電壓、電池包電流和電芯溫度，以實(shí)現準確的保護以及電池包充電狀態(tài) (SoC) 和電池運行狀況 (SoH) 計算。同時(shí)還需要在運輸模式和待機模式下，保持更低的待機功耗，以保證長(cháng)時(shí)間存儲的情況下，電池不會(huì )過(guò)放電。 電池包儲能系統的設計 設計使用 BQ76952 作為電池監控器和保護器，用于監控每個(gè)電芯的電壓、溫度和電池包電流。 MOS管驅動(dòng)器UCC27524支持5A灌電流和拉電流，能夠驅動(dòng)更多MOSFET 以支持更大的電池容量。五對N溝道MOSFET位于電池負極中，作為控制充電和放電過(guò)程的開(kāi)關(guān)。防止出現電芯過(guò)壓、電芯欠壓、過(guò)熱、充電和放電過(guò)流以及短路放電等情況。 設計使用100V輸入、0.5A、超低IQ同步降壓直流/直流轉換器LM5163來(lái)降低電池電壓，從而為MOSFET 驅動(dòng)器供電。Fly-Buck轉換器TPS54308用于生成非隔離式 3.3V電源為MSU供電，隔離式5V電源為隔離式通信收發(fā)器供電。低IQ LDO TPS7A24 可使隔離式輸出電壓保持穩定。使用具有正溫度系數和0603封裝 TMP61 的 ±1%、10kΩ 線(xiàn)性熱敏電阻通過(guò)MCU ADC來(lái)監測 MOSFET 溫度。 輔助電源架構可實(shí)現非常低的功耗，運輸模式 (10μA) 和待機模式 (100μA) 。 系統框圖 輔助電源的設計 為了保證在待機模式和運輸模式下的低功耗，及正常工作時(shí)設備的良好熱性能，需要針對輔助電源針對性做低功耗策略設計。 輔助電源架構 待機模式下降低功耗：通過(guò)EN引腳禁用LM5163，可實(shí)現TPS54308、UCC27524、UCC27517 掉電節能。BQ76952通過(guò)穩壓器輸出3.3V電壓，為處于低功耗模式的MCU供電。在待機模式下如需要快速放電，LM5163仍可為UCC27524和UCC27517提供12V供電，MOSFET導通以實(shí)現快速響應放電。此時(shí)仍可通過(guò)EN引腳關(guān)閉TPS54308，關(guān)閉隔離通信功能，降低功耗。 運輸模式下降低功耗：當系統遇到嚴重的電芯欠壓情況且必須進(jìn)入運輸模式時(shí)，MCU將配置BQ76952進(jìn)入關(guān)斷模式，并通過(guò)EN引腳禁用LM5163 輸出。系統將進(jìn)入超低電流消耗模式。設計支持充電器連接喚醒功能，連接充電器后BQ76952會(huì )喚醒并啟用正常的5V穩壓器輸出，MCU上電并通過(guò)EN引腳啟用LM5163，整個(gè)系統回到正常模式。 參考設計資料下載 登錄華秋商城進(jìn)入電源管理專(zhuān)區，推薦列表第一個(gè)：16芯串聯(lián)電池包儲能系統。打開(kāi)即可下載所有項目資料。 搜索 “華秋商城” 了解更多電子相關(guān)咨詢(xún)知識，注冊最高可領(lǐng)1200元京東卡。 |
