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

設計檔案

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

工業

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設計檔案與產品

設計檔案

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設計指南 — TIDA-010208

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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

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Assembly drawing — TIDA-010208

TIDM790.PDF (490 KB)

元件配置的詳細設計佈線圖概觀

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Bill of materials (BOM) — TIDA-010208

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

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CAD/CAE symbol — TIDA-010208

TIDM792.ZIP (2506 KB)

IC 元件的 3D 模型或 2D 圖所使用的檔案

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Gerber file — TIDA-010208

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

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PCB layout — TIDA-010208

TIDM791.PDF (1921 KB)

產生 PCB 設計佈線圖所使用的 PCB 層圖表檔案

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Schematic — TIDA-010208

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

TLV704 — 150-mA 24V 超低 IQ 低壓降 (LDO) 電壓穩壓器

產品規格表: PDF | HTML

Low-power MCUs

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

CSD19536KTT — 100-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

DC/DC 轉換器

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

開始開發

硬體開發

開發板

BQ77216EVM — Voltage and temperature protector for 3-series to 16-series cell li-ion batteries evaluation module

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。

EVM使用指南: PDF

支援產品和硬體

硬體開發

參考設計

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BQ77216EVM — Voltage and temperature protector for 3-series to 16-series cell li-ion batteries evaluation module

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*	設計指南	10s-16s Battery Pack Reference Design With Accurate Cell Measurement	PDF \| HTML			2021/1/11

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具精確電池測量和高側 MOSFET 控制的 10s-16s 電池組參考設計

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

TLV704 — 150-mA 24V 超低 IQ 低壓降 (LDO) 電壓穩壓器

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

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

CSD19536KTT — 100-V N 通道 NexFET™ 功率 MOSFET，單 D2PAK、2.4 mOhm

TCAN1042HV — 具有靈活數據速率的故障保護 CAN 收發器

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

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

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

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