TIDA-010208

具精確電池測量和高側 MOSFET 控制的 10s-16s 電池組參考設計

TIDA-010208

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概覽

此參考設計為低待機與運送模式電流消耗,以及高電池電壓準確度 10s–16s 鋰離子 (Li-ion) LiFePO4 電池組設計。此設計以高準確度監控各電池芯電壓、封裝電流、電池芯和 MOSFET 溫度,並保護鋰離子、LiFePO4 電池組,防止電池芯過電壓、電池芯欠電壓、過熱、充電和放電過電流和放電短路狀況。它採用高側 N 通道 MOSFET 架構,並具有強大驅動開啟和關閉能力。透過有效的輔助電源供應策略,此參考設計可達到 100-μA 待機與 10-μA 運送模式耗電量,可節省更多能源,還可延長運送時間及閒置時間。這些功能讓此參考設計高度適用於電動自行車與電動機車電池組應用。

特點
  • 超低耗電量:
    • 待機模式下的典型值爲 100-μA
    • 運送模式下的典型值爲 10-μA
  • 具有高電池電壓準確度且不需校正:
    • 25°C 時為 ±5 mV;0°C–60°C 時為 ±10 mV
    • 在 –40°C 至 85°C 時為 ±15 mV
  • 穩固的電池芯防護,包括:
    • 主要:電池芯過電壓、電池芯欠電壓、兩級過電流放電、過電流充電、放電短路及過熱
    • 次要:電池芯過電壓、電池芯欠電壓及過熱
  • 其他系統保護,包括:電池芯斷路線及熱主機監控系統
  • PACK 側反接充電器和高壓
  • 高壓側 N 通道 MOSFET 和強大的驅動能力
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已開發完全組裝的電路板,僅供測試與性能驗證,且為非賣品。

設計檔案與產品

設計檔案

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TIDUEY5.PDF (2754 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

TIDM790.PDF (490 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

TIDM789.PDF (179 KB)

設計元件、參考指示項與製造商/零件編號的完整清單

TIDM792.ZIP (2506 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

TIDCFZ2.ZIP (1635 KB)

包含 PCB 設計中實體電路板層相關資訊的設計檔案

TIDM791.PDF (1921 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

TIDM788.PDF (714 KB)

設計佈線圖與元件的詳細電路圖

產品

設計與潛在替代方案中包括 TI 產品。

CAN 收發器

TCAN1044V具待機模式和 1.8V IO 支援的故障保護 CAN FD 收發器

產品規格表: PDF | HTML
線性與低壓差 (LDO) 穩壓器

TLV704150-mA 24V 超低 IQ 低壓降 (LDO) 電壓穩壓器

產品規格表: PDF | HTML
MSP430 microcontrollers

MSP430FR2155具有 32 KB FRAM、4 KB SRAM、比較器、12 位元 ADC、UART/SPI/I2C、定時器的 24 MHz MCU

產品規格表: PDF | HTML
熱敏電阻

TMP61採用 0402、0603/0805 及穿孔封裝的 1%、10-kΩ 線性熱敏電阻

產品規格表: PDF | HTML
MOSFET

CSD19536KTT100-V N 通道 NexFET™ 功率 MOSFET,單 D2PAK、2.4 mOhm

產品規格表: PDF | HTML
CAN 收發器

TCAN1042HV具有靈活數據速率的故障保護 CAN 收發器

產品規格表: PDF | HTML
AC/DC 和 DC/DC 轉換器 (整合式 FET)

LM5163具有超低 IQ 的 100-V 輸入、0.5-A 同步降壓 DC/DC 轉換器

產品規格表: PDF | HTML
電池保護器

BQ77216具有內部延遲計時器,且適用於 3-s 至 16-s 芯鋰離子電池的電壓和溫度保護

產品規格表: PDF | HTML
電池監控器和平衡器

BQ76952適用於鋰離子、鋰聚合物和 LiFePO4 的 3s 至 16s 高準確度電池監控器和保護器

產品規格表: PDF | HTML

技術文件

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類型 標題 下載最新的英文版本 日期
* 設計指南 10s-16s Battery Pack Reference Design With Accurate Cell Measurement PDF | HTML 2021/1/11

相關設計資源

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應用軟體及架構
BQSTUDIO Battery Management Studio (bqStudio) 軟體

設計工具與模擬

計算工具
LM5163-LM5164DESIGN-CALC LM5163 和 LM5164 控轉換器快速入門設計工具

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