Повышение точности измерения температуры в системе мониторинга батареи
Как упоминалось в статье" Монитор батареи следующего поколения: как повысить безопасность батареи, одновременно повышая точность и увеличивая время работы" ;, точный мониторинг напряжения, тока и температуры батареи помогает убедиться, что она подходит для использование в пылесосах, пылесосах, безопасная работа систем для массового потребления, таких как электроинструменты и электрические велосипеды. В этой статье мы более подробно изучим температурный мониторинг литиевых батарей, включая правильную настройку системы для безопасной работы.
Когда литиевая батарея эксплуатируется за пределами диапазона температур, указанного производителем батареи, существует риск теплового разгона, который в конечном итоге может вызвать пожар или взрыв. Следовательно, чтобы обеспечить безопасность системы и соответствовать требованиям различных стандартов, аккумулятор необходимо отключать всякий раз, когда температура аккумулятора превышает указанный диапазон температур. Однако знание того, когда отключить батарею, зависит от точности подсистемы измерения температуры батареи и защиты, что важно для обеспечения безопасной работы системы.
Новейшие продукты из серии мониторов и защитных устройств Texas Instruments, BQ76942 (3 батареи в серии [3S], до 10S) и BQ76952 (до 3S до 16S), объединяют 16-битный / 24-битный дельта-сигма аналог -цифровой преобразователь (АЦП)), мультиплексирование между различными измерениями напряжения, включая измерение внутренней температуры микросхемы и внешнего термистора.
BQ76942 (10S) и BQ76952 (16S) включают измерение внутренней температуры микросхемы на основе АЦП с использованием его внутреннего эталона для измерения напряжения ΔVBE. Это напряжение преобразуется в показания температуры, которые можно считать через интерфейс последовательной связи.
Оба монитора батареи поддерживают измерение температуры с использованием внешних термисторов на контактах устройства (до 9), что дает разработчикам системы большую гибкость при выборе места измерения температуры в аккумуляторном блоке. Отдельные значения измерения термистора и показания внутренней температуры микросхемы могут быть указаны для использования в качестве температуры батареи, температуры полевого транзистора (FET) или ни того, ни другого.
Подсистема защиты использует измеренное значение, обозначенное как температура батареи, чтобы определить, что температура батареи слишком высокая / низкая во время зарядки или температура слишком высокая / низкая во время разрядки, а также для определения возможности балансировки батареи. Термистор, определяющий температуру полевого транзистора, используется для определения перегрева полевого транзистора. Любой термистор, который включен, но не предназначен для измерения температуры батареи или полевого транзистора, будет использоваться для отчетов о температуре, но не будет использоваться подсистемой защиты.
Внутренняя температура микросхемы также определяет, разрешена ли балансировка батареи и следует ли переводить устройство в выключенное состояние, чтобы избежать ошибочной работы при превышении указанного диапазона рабочих температур.
Термистор измеряется при подключении к внутреннему подтягивающему резистору, подключенному к стабилизатору напряжения с малым падением напряжения REG18 (~ 1,8 В), как показано на рисунке 1.
Во время работы в устройстве используется внутренний подтягивающий резистор, программируемый на 18 кОм или 180 кОм, автоматически смещающий один термистор за раз. Подтягивающий резистор измеряется во время заводской отладки, и его значение сохраняется в цифровом виде в устройстве для расчета температуры.
АЦП напряжения использует напряжение REG18 в качестве эталона для пропорционального измерения напряжения на выводах термистора. Напряжение на каждом термисторе измеряется каждые 1-3 цикла измерения. Исходное значение счетчика АЦП можно получить с помощью подкоманды DASTATUS6 (). В нормальном режиме устройство каждые 250 мс преобразует эти измерения в температуру; в спящем режиме устройство преобразует эти измерения в любое другое измерение температуры.
BQ76942 и BQ76952 используют полиномы пятого порядка, основанные на измерениях АЦП, для расчета температуры. Эти устройства включают полиномиальные коэффициенты по умолчанию для:
● Термистор Semitec 103-AT с подтягивающим резистором 18 кОм (10 кОм при 25 ° C, B25 / 85=3 435 кОм).
● Термистор Semitec 204AP-2 с подтягивающим резистором 180 кОм (200 кОм при 25 ° C, B25 / 85=4 470 кОм).
Пользовательские коэффициенты, оптимизированные для использования с другими термисторами, также могут быть записаны в регистры или одноразовые программируемые запоминающие устройства.
Температура, вычисляемая каждым включенным термистором, выражается в единицах 0,1 ° K и может быть считана с помощью интерфейса последовательной связи.
в заключение
Мониторы и устройства защиты батарей BQ76942 и BQ76952 включают в себя высокопроизводительную подсистему измерения. Эта подсистема объединяет внутреннее измерение температуры кристалла и поддерживает до 9 внешних термисторов для измерения температуры батареи или полевого транзистора. Эти устройства могут использоваться в различных приложениях, таких как электроинструменты и электрические велосипеды, для обеспечения безопасности системы путем контроля температуры батареи и отключения аккумуляторной батареи, когда ситуация становится опасной.
