Блог компании Рецикл TI Battery Management Evaluation Board:Зарядное устройство батареи,Грамометр топлива батареи

Оценочная плата по переработке аккумуляторов TI: зарядное устройство, указатель уровня заряда аккумулятора

Шэньчжэньская компания электроники Mingjiada, Ltd.является ведущим китайским поставщиком услуг по переработке электронных компонентов, специализирующимся на дорогостоящей переработке различных электронных компонентов. Имея почти 30-летний опыт работы в отрасли, компания создала глобальную сеть по переработке отходов и профессиональную систему оценки, предоставляя клиентам эффективные, безопасные и соответствующие требованиям решения по управлению запасами.

Преимущества переработки

Высокоценная переработка: Используя нашу глобальную сеть закупок и понимание рынка, мы предлагаем наиболее конкурентоспособные цены на переработку, чтобы помочь клиентам максимизировать денежный поток.

Быстрая ликвидация: стандартизированные процессы оценки и обширная поддержка капитала гарантируют, что клиенты завершат транзакции и получат денежные средства в кратчайшие сроки.

Соблюдение требований: мы перерабатываем исключительно компоненты, полученные от авторизованных дистрибьюторов, торговцев и заводов конечных пользователей, гарантируя, что все транзакции соответствуют законодательству.

I. Комиссия по оценке зарядного устройства

Основная функциональность и философия дизайна

Оценочная плата зарядного устройства TI моделирует реальные сценарии зарядки аккумулятора для проверки эффективности зарядки, точности, защитных возможностей и совместимости микросхем зарядного устройства, обеспечивая контрольные показатели производительности для проектирования модулей массового производства. Философия его дизайна сосредоточена на «эффективности, безопасности и гибкости», балансировании скорости зарядки с долговечностью батареи, а также поддержке нескольких протоколов и режимов зарядки для удовлетворения различных требований приложений.

По сути, оценочная плата зарядного устройства основана на микросхемах зарядного устройства TI (таких как серия BQ) в сочетании с периферийными цепями питания, схемами выборки, схемами защиты и интерфейсными схемами для имитации архитектуры зарядки, используемой в реальных продуктах. Его можно напрямую подключить к аккумулятору для тестирования зарядки или использовать для сбора таких данных, как напряжение, ток и температура во время процесса зарядки, через контрольные точки, что позволяет анализировать рабочие характеристики микросхемы зарядного устройства.

Типичные модели и основные функции

Оценочные платы зарядных устройств TI включают два основных типа: линейные зарядные устройства и импульсные зарядные устройства, рассчитанные на различные уровни мощности и сценарии применения. Ниже приведены две наиболее типичные модели с разбивкой их функций, охватывающие основные приложения, такие как бытовая электроника и промышленное оборудование:

BQ25186EVM: Оценочная плата линейного зарядного устройства малой мощности

BQ25186EVM — это оценочный модуль, специально разработанный для микросхемы зарядного устройства BQ25186. Эта микросхема представляет собой линейное зарядное устройство на 1 А с управлением по I²C, размещенное в компактном корпусе QFN с термоподушкой. Он объединяет наиболее часто необходимые функции для приложений промышленной и персональной электроники, что делает его идеальным выбором для маломощных зарядных устройств в бытовой электронике.

Основные функции включают в себя: поддержку линейной зарядки током 1 А с настраиваемой точностью напряжения до 0,5 % и током нагрузки всего 0,5 мА для обеспечения точности зарядки; Встроенная программируемая кривая термической зарядки с настраиваемыми пороговыми значениями горячей, теплой, холодной и холодной температуры для безопасной зарядки в различных условиях; Возможность управления питанием обеспечивает одновременное питание системы и зарядку аккумулятора, повышая стабильность питания системы; Поддерживает режим отключения 15 нА для увеличения срока службы батареи в периоды простоя, в сочетании с функциями пробуждения и сброса одним касанием, а также регулируемыми таймерами; Использует управление связью I²C для удобной настройки параметров и мониторинга состояния; Включает выделенные входные контакты Power Good (PG) и Charge Enable (CE) для упрощения проектирования периферийных схем.

Основные приложения включают наушники TWS и чехлы для зарядки, умные очки (AR/VR), умные часы и другие носимые устройства, а также промышленные сценарии с низким энергопотреблением, такие как автоматизация розничной торговли и автоматизация зданий. Оценочная плата поставляется с подробным руководством пользователя, содержащим схему печатной платы, схемы, спецификацию материалов (BOM) и процедуры тестирования для быстрого создания прототипов.

BQ25798EVM: Оценочная плата понижающего/повышающего зарядного устройства высокой мощности с переключаемым режимом

BQ25798EVM оценивает микросхему зарядного устройства BQ25798, интегрированный менеджер заряда батареи с переключаемым режимом понижения/повышения в корпусе HOTROD (QFN). Он поддерживает 1–4 последовательно соединенных литий-ионных и литий-полимерных элемента, что делает его оптимальным решением для приложений средней и высокой мощности, особенно тех, которые требуют двунаправленной подачи энергии.

Ключевые особенности: Поддержка высокоэффективной понижающей/повышающей зарядки с током 5 А и диапазоном входного напряжения от 3,6 В до 24 В. Частота переключения программируется в диапазоне от 750 кГц до 1500 кГц, обеспечивая баланс между эффективностью зарядки и размером платы. Обеспечивает отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) для источников с высоким импедансом, таких как солнечные панели, что повышает эффективность использования энергии. Поддерживает последовательный интерфейс I²C для гибкой настройки параметров зарядки и настроек системы, обеспечивая плавное переключение между режимами зарядки и USB OTG; В сочетании с интерфейсом EV2400 или USB2ANY и встроенным АЦП он позволяет в режиме реального времени отслеживать состояние зарядного устройства, информацию о неисправностях и данные о напряжении/токе; Встроенный интерфейс входного USB-адаптера позволяет устанавливать ограничения входного тока по умолчанию через связь D+/D-. Включает контрольные точки, сенсорные резисторы и перемычки для высокоточного измерения характеристик регулирования напряжения и тока. Встроенный двунаправленный блокирующий NFET поддерживает выбор источника двойного входного сигнала с помощью перемычки, что повышает гибкость применения.

Подходит для устройств средней и высокой мощности, включая ноутбуки, планшеты, портативное медицинское оборудование, промышленные портативные терминалы и устройства на солнечной энергии. Оценочная плата не включает необходимые для работы EV2400 или USB2ANY; они должны быть настроены отдельно. Для проверки производительности в сложных сценариях предоставляются подробные руководства пользователя и техническая документация.

Ключевые показатели тестирования и процесс оценки

При тестировании с оценочными платами зарядных устройств TI сосредоточьтесь на следующих критических показателях, чтобы гарантировать, что ИС зарядного устройства соответствует требованиям применения: эффективность зарядки (эффективность преобразования при различных нагрузках и входных напряжениях), точность зарядки (диапазоны допусков для зарядного напряжения и тока нагрузки), тепловые характеристики (изменения температуры в ИС и оценочной плате во время зарядки для проверки теплового расчета), функции защиты (скорость реагирования и эффективность защиты от перенапряжения, перегрузки по току, перегрева и короткого замыкания), характеристики управления цепями питания (стабильность во время одновременной работы). подача энергии и зарядка), а также маломощные характеристики (потребление тока в режимах выключения и ожидания). .

Стандартный процесс оценки состоит из трех этапов: во-первых, настройте тестовую среду, подключив оценочную плату к источнику питания, аккумулятору, испытательным приборам (мультиметру, осциллографу) и компьютеру. Установите программное обеспечение BQ Studio и установите связь с оценочной платой. Во-вторых, настройте параметры с помощью программного обеспечения, чтобы установить режим зарядки, зарядное напряжение, зарядный ток, температурные пороги и т. д. в соответствии со спецификациями тестовой батареи. Наконец, инициируйте тест зарядки, отслеживайте все данные в режиме реального времени во время зарядки, записывайте кривую зарядки, данные эффективности и события срабатывания функции защиты, завершайте оценку производительности и оптимизируйте параметры.

II. Оценочная плата монитора состояния заряда батареи (SOC)

Основная функциональность и философия дизайна

Основная функция оценочной платы монитора SOC аккумулятора заключается в проверке точности микросхемы монитора SOC при определении таких параметров, как оставшийся заряд аккумулятора (SOC), оставшаяся емкость, состояние работоспособности (SOH) и количество циклов зарядки/разрядки. Это обеспечивает основу для разработки модулей мониторинга состояния заряда аккумуляторов. Его философия дизайна сосредоточена на «точности, надежности и совместимости». Используя запатентованные алгоритмы измерения энергии TI, он смягчает влияние таких факторов, как температура, скорость заряда/разряда и старение батареи, на точность измерений, гарантируя, что пользователи могут точно контролировать состояние батареи.

Подобно оценочным платам зарядных устройств, оценочная плата измерителя батареи основана на микросхеме измерителя батареи TI в сочетании с выборочными резисторами, интерфейсами связи, модулями дисплея (в некоторых моделях) и вспомогательными цепями. Он может напрямую взаимодействовать с батареями для сбора данных о напряжении, токе и температуре в реальном времени. Посредством алгоритмических вычислений он получает ключевые параметры, такие как SOC и SOH, и выводит результаты через программные или аппаратные интерфейсы для удобного тестирования и проверки. Программное обеспечение Battery Management Studio (BQ Studio) компании TI обеспечивает комплексный контроль над микросхемой монитора батареи, включая доступ к регистрам, считывание данных, настройку параметров и циклическую регистрацию данных.

Типичные модели и основные функции

Оценочные платы для измерителей аккумуляторов TI охватывают одно- и многоэлементные конфигурации и поддерживают различные типы батарей, включая литий-ионные, литий-полимерные, литий-железо-фосфатные и никель-металлогидридные. Базовые модели подразделяются на базовые (с упором на точные измерения) и интегрированные (включающие функции защиты). Ниже приведены анализы двух типичных моделей:

BQ28Z620EVM-071: Оценочная плата измерителя многоэлементной батареи со встроенной защитой

BQ28Z620EVM-071 — это комплексная система оценки систем управления батареями (BMS), состоящая из BQ28Z620 и BQ294502. BQ28Z620 — это монитор состояния заряда аккумулятора со встроенной защитой, подходящий для блоков серии из 1–2 ячеек. Он поддерживает 1,2VI/O и является оптимальным решением для измерения многоэлементных батарей в небольших устройствах.

Основные функции включают: Высокоточное измерение энергии с технологией Impedance Track™ для точного измерения SOC и SOH; Снижение смещения кулоновского счетчика на 52% до типичного значения всего 4,8 мкВ, что повышает точность измерения; Сверхнизкое потребление тока до 300 мкА (типичное), что обеспечивает превосходную энергоэффективность по сравнению с аналогичными многоячеечными счетчиками энергии; Сопротивление резистора измерения сверхнизкого тока от 0,5 мОм до 3 мОм минимизирует рассеиваемую мощность; Поддерживает входное напряжение всего 2,2 В, учитывая будущие химические характеристики элементов и требования к сверхнизкому напряжению системы; Комплексная встроенная защита защищает от перезаряда, чрезмерного разряда, короткого замыкания и перегрузки по току в одно- или двухэлементных аккумуляторных батареях; С помощью интерфейсной платы EV2400 и программного обеспечения BQ Studio пользователи могут считывать регистры данных BQ28Z620, программировать набор микросхем для различных конфигураций аккумуляторных блоков, регистрировать данные цикла для дальнейшей оценки и оценивать общую функциональность решения в различных условиях заряда/разряда через протокол связи I²C.

Подходящие приложения включают продукты, использующие 1-2 последовательно соединенных элемента, такие как небольшие портативные устройства, носимые устройства и компактные промышленные датчики. Оценочная плата стоимостью 55 долларов США включает в себя техническую документацию, такую ​​как руководства пользователя и декларации соответствия, для облегчения быстрого тестирования.

BQ34Z100EVM: Оценочный модуль мультихимического монитора аккумуляторной батареи широкого диапазона

BQ34Z100EVM — это оценочный модуль, специально разработанный для широкодиапазонного монитора батареи BQ34Z100. В сочетании с USB-адаптером EV2300 и программным обеспечением для ПК на базе Windows он образует полноценную систему оценки, поддерживающую аккумуляторы различных химических свойств, включая литий-ионные, никель-металлогидридные (NiMH) и никель-кадмиевые (NiCd), обеспечивая широкую совместимость.

Основные функции включают в себя: Поддержка измерения энергии для одно- или многоэлементных аккумуляторных батарей, совместимых с различными типами батарей, включая литий-ионные, литий-полимерные, LiFePO4, NiMH и NiCd. Для батарей NiMH и NiCd минимальное количество последовательных элементов должно обеспечивать поддержание напряжения батареи выше 3,3 В. Возможность измерения в широком диапазоне позволяет использовать батареи различной емкости и скорости разряда с высокой точностью, минимально подверженные влиянию температуры и факторов старения; С помощью интерфейсного адаптера EV2300 и сопутствующего программного обеспечения он позволяет выполнять такие операции, как считывание регистров данных, программирование микросхем, циклическую регистрацию данных и оценку характеристик зарядки/разрядки; Полноценные встроенные периферийные компоненты позволяют проводить прямое тестирование аккумуляторов без дополнительных устройств, что упрощает процесс тестирования; Поддерживает прогнозирование емкости аккумулятора, оптимизируя точность расчета SOC на основе исторических данных о заряде/разряде для повышения удобства использования.

Подходит для портативной электроники, электроинструментов, небольших устройств хранения энергии и других продуктов, в которых используются аккумуляторы различного химического состава. В прилагаемом руководстве пользователя подробно описано содержимое комплекта, характеристики производительности, процедуры быстрого запуска и методы тестирования, которые помогут быстро внедрить его персоналу, занимающемуся исследованиями и разработками.

Ключевые показатели тестирования и процесс оценки

Основные показатели оценки для платы оценки счетчика аккумуляторов сосредоточены на «точности измерения», в первую очередь включая: точность измерения SOC (диапазон ошибок при полном, половинном и низком заряде; идеальная ошибка ≤2%), точность обнаружения SOH (точная оценка деградации батареи), стабильность цикла зарядки/разрядки (изменение точности измерения после повторяющихся циклов), температурная адаптируемость (точность измерения при различных температурах) и точность выборки тока (основной фактор, влияющий на расчет SOC). Кроме того, необходимо оценить стабильность связи, характеристики малой мощности и эффективность функций защиты (для встроенных типов) ИС счетчика заряда батареи.

Стандартный процесс оценки аналогичен процессу для оценочных плат зарядных устройств: во-первых, создайте тестовую среду, подключив оценочную плату, батарею, испытательные приборы и компьютер; установите программное обеспечение BQ Studio и установите связь. Затем выполните калибровку батареи, выполнив циклы зарядки/разрядки, чтобы откалибровать такие параметры, как емкость батареи и внутреннее сопротивление, чтобы обеспечить точность измерений. Затем выполните тестирование заряда/разряда, чтобы смоделировать реальные сценарии использования (различные скорости разряда, температуры), записывая такие параметры, как SOC и SOH, в реальном времени, сравнивая фактическую емкость аккумулятора с измеренной емкостью для выявления несоответствий. Наконец, проанализируйте данные испытаний, чтобы оптимизировать параметры манометра и убедиться, что они соответствуют требованиям применения. Компания TI также предоставляет калькулятор калибровочных параметров, который помогает разработчикам получить коэффициенты CEDV, соответствующие конкретному химическому составу батареи, что повышает точность измерений.

III. Синергетическая работа и прикладная ценность оценочных плат зарядного устройства и аккумуляторной батареи

Принцип синергии

В практических системах управления батареями зарядное устройство и манометр являются основными компонентами, работающими в тандеме. Оценочные платы TI поддерживают совместное тестирование обоих устройств: зарядное устройство регулирует параметры зарядки в зависимости от состояния батареи (SOC, температура) для достижения эффективной и безопасной зарядки; Монитор батареи постоянно отслеживает данные о напряжении, токе и температуре, рассчитывает SOC и SOH и передает эту информацию на зарядное устройство. Затем зарядное устройство переключает режимы зарядки (постоянный ток/постоянное напряжение) и регулирует уровни тока/напряжения на основе этих показаний. Когда SOC достигает 100 % или обнаруживаются ненормальные условия, зарядное устройство немедленно прекращает зарядку, чтобы предотвратить повреждение аккумулятора.

Благодаря интегрированному тестированию оценочной платы TI можно проверить стабильность связи, совместимость параметров и эффективность совместной работы между двумя компонентами. Например: когда монитор батареи обнаруживает чрезмерную температуру батареи, может ли он незамедлительно передать эту информацию зарядному устройству, активируя защиту от перегрева и останавливая зарядку? Когда SOC достигает установленного порога, может ли зарядное устройство точно переключать режимы зарядки или прекращать зарядку, чтобы обеспечить безопасность зарядки и долговечность аккумулятора? Это тестирование блокировки заблаговременно выявляет проблемы совместимости в конструкциях, снижая риски массового производства.

Основная ценность приложения

Основная ценность оценочной платы зарядного устройства и монитора батареи TI заключается в «ускорении исследований и разработок, снижении рисков и оптимизации производительности», что проявляется в трех ключевых аспектах:

Во-первых, сокращение цикла НИОКР. Оценочная плата представляет собой готовую к использованию аппаратную платформу и вспомогательное программное обеспечение, что избавляет разработчиков от необходимости создавать тестовые схемы с нуля. Это обеспечивает быструю проверку работоспособности микросхем зарядного устройства и счетчика аккумуляторов, быстрый отбор подходящих компонентов и сокращение циклов итеративного проектирования аппаратного обеспечения, прототипирования и тестирования. Это сокращает цикл разработки BMS на 30–50%.

Во-вторых, это снижает риски развития. Оценочная плата включает в себя комплексные схемы защиты и механизмы калибровки для точного выявления недостатков производительности устройства и уязвимостей конструкции, таких как недостаточная эффективность зарядного устройства или чрезмерные ошибки измерения счетчика, что позволяет на ранней стадии обнаруживать и устранять проблемы, чтобы предотвратить сбои в массовом производстве. Кроме того, эталонные проекты и техническая документация TI помогают разработчикам избежать типичных ошибок проектирования, повышая надежность продукции.

В-третьих, это оптимизирует производительность продукта. Точное тестирование с помощью оценочной платы позволяет оптимизировать параметры зарядки и алгоритмы измерения энергии, повысить эффективность зарядки, продлить срок службы батареи и повысить точность измерения SOC. Это придает конечному продукту более высокую конкурентоспособность на рынке. Например, оптимизация параметров терморегулирования зарядного устройства предотвращает перегрев устройства во время зарядки, а калибровка алгоритма расчета энергии устраняет ошибки измерения при низком уровне заряда батареи, тем самым повышая удобство использования.