TIDA-010253

Diseño de referencia de unidad de control de baterías para sistemas de almacenamiento de energía

TIDA-010253

Archivos de diseño

Información general

Este diseño de referencia es una batería de iones de litio (Li‑ion) y fosfato de hierro y litio (LiFePO4) con detección central de temperatura de las celdas y alta precisión de tensión de celda. Este diseño proporciona circuitos de accionamiento para relé de alta tensión, interfaces de comunicación, (incluida RS-485, red de área del controlador [CAN]), encadenamiento y Ethernet), una interfaz ampliable al sensor de humedad, el convertidor analógico a digital (ADC) de alta tensión y el sensor de corriente.

Este diseño utiliza un microcontrolador de alto rendimiento para desarrollar y probar aplicaciones. Estas características hacen que este diseño de referencia sea aplicable para un controlador central de aplicaciones de baterías de alta capacidad.

Funciones

La interfaz cumple con microcontrolador (MCU) controlCARD Sitara
Interfaz de comunicaciones completa que incluye red de área del controlador (CAN), RS-485 y Ethernet aislados
Canales de accionamiento robustos para bobinas de relé
Canales de comunicación robustos en encadenamiento
Interfaz completa con sensor de humedad, reloj en tiempo real, vigilancia y convertidor analógico a digital (ADC) de alta tensión

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Se desarrolló una placa completamente integrada únicamente para pruebas y validación de rendimiento y no está disponible para la venta.

Archivos de diseño y productos

Archivos de diseño

Descargue archivos de sistema listos para usar para acelerar su proceso de diseño.

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Guía de diseño — TIDA-010253

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TIDUF55.PDF (1037 KB)

Descripción general del diseño de referencia y datos de las pruebas de rendimiento verificadas

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Assembly drawing — TIDA-010253

TIDMC35.PDF (921 KB)

Descripción detallada del diseño para la instalación de componentes

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Bill of materials (BOM) — TIDA-010253

TIDMC34.PDF (227 KB)

Lista completa de componentes de diseño, designadores de referencia y números de fabricantes/piezas

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CAD/CAE symbol — TIDA-010253

TIDMC37.ZIP (7993 KB)

Archivos para modelos 3D o dibujos 2D de componentes de IC

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Gerber file — TIDA-010253

TIDCGI9.ZIP (1424 KB)

Fichero de diseño que contiene información sobre la capa física de la PCB de diseño

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PCB layout — TIDA-010253

TIDMC36.PDF (4780 KB)

Archivo de trazado de capas de PCB para generar el trazado del diseño de PCB

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Schematic — TIDA-010253

TIDMC33.PDF (1862 KB)

Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS7B81 — Regulador de tensión de caída baja (LDO) de 150 mA, sin batería (40 V) e IQ ultrabaja, con activació

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Circuitos integrados de restablecimiento y vigilancia

TPS3823 — Supervisor de tensión, activo-bajo, con inserción y extracción (IC de reinicio), con vigilancia 1.6

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Búferes y controladores no inversores

SN74LVC2G17-Q1 — Búferes de 2 canales, 1.65 V a 5.5 V con entradas de disparador Schmitt de calidad automotriz

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Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

LMR51450 — Convertidor reductor síncrono de 36 V y 5 A

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Compuertas AND

SN74HCS21 — Compuerta AND de 2 canales y 4 entradas de 2 V a 6 V de alta velocidad (12 ns) con entradas de dispa

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Controladores de diodo ideal y ORing

LM74701-Q1 — Controlador de diodo ideal de protección contra batería inversa de 3.2 V a 65 V con pinza VDS integr

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Diodos de protección ESD

TPD4E001-Q1 — Diodo cuádruple de protección contra ESD de 1.5 pF, 5.5 V y ±8 kV para automoción, con pin VCC para

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Sensores de humedad

HDC3020 — Sens. dig. de humedad c/RH 0.5 %, deriv. largo plazo 0.19 %, 400 nA, t de resp. de 4 s y traz. NIST

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Módulos de alimentación aislados (transformador integrado)

UCC12050 — Convertidor CC-CC aislado de 5 kVrms, alta eficiencia y 500 mW

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Monitores y equilibradores de batería

BQ79600-Q1 — Interfaz de comunicación SPI/UART para automoción compatible con seguridad funcional con activación

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Diodos de protección ESD

ESD762 — Doble diodo de protección ESD de 1.7 pF, ±24 V ±20 kV con sobretensión de 8/20 µS

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Controladores para transformadores

SN6505B — Controlador de transformador de bajo ruido, 1 mA, 420 kHz para fuentes de alimentación aisladas con

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Interruptores de lado alto

TPS4H160-Q1 — Interruptor automotriz inteligente de lado alto de 40 V, 160 mΩ y 4 canal con límite de corriente aj

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS763 — Regulador de tensión de baja caída de 150 mA y 10 V con activación

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Relojes en tiempo real (RTC) y temporizadores

BQ32000 — Reloj de serie en tiempo real (RTC) con batería de reserva y carga gradual

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Transceptores CAN aislados

ISO1042 — Transceptor CAN aislado con protección contra fallos de bus de 70 V y velocidad de datos flexible

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Reguladores lineales y de baja salida (LDO)

TPS7A16 — Regulador de tensión de caída baja (LDO) de 100 mA, 60 V e IQ ultrabaja, con buena potencia y activa

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Transceptores RS-485 aislados

ISO1410 — Transceptor RS-485 y RS-422 aislado y semidúplex de 5 kVrms y 500 Kbps, con protección EMC

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Documentación técnica

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	Tipo	Título		Descargar la versión más reciente en inglés	Fecha
*	Guía de diseño	Battery Control Unit Reference Design for Energy Storage Systems	PDF \| HTML		6/11/2023

Recursos de diseño

Diseños de referencia

Diseño de referencia

TIDA-010272 — Diseño de referencia para unidad de monitoreo en rack de alta tensión (1500 V) para sistemas de alma

TIDA-010279 — Diseño de referencia de unidad de gestión de baterías apilables hasta 1500 V para sistemas de almace

TIDA-HVBMS-ESS-PLTFRM — Diseño de referencia de combinación de baterías de iones de litio y LiFePO4 de alta tensión hasta 15

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