Este cargador de celda de iones de litio de la serie BQ7718 de 2S a 5S está diseñado para monitorear el voltaje de cada una de las celdas de iones de litio de forma independiente, con referencia a un nivel de referencia establecido internamente.
Tan pronto como el voltaje de la celda tiende a superar el nivel de referencia, se activa un temporizador de retardo interno. Este temporizador de retardo espera unos segundos y luego activa el pin de salida del IC.
La salida del IC deriva el suministro de entrada para que la condición de sobretensión de la celda se restrinja rápidamente.
El siguiente diagrama muestra la configuración básica usando el paquete de celdas de iones de litio de la serie 5S o 5:
La entrada de suministro podría ser de un controlador de panel solar.
Tan pronto como cualquiera de las celdas de la serie alcanza una situación de sobretensión, primero se activa el temporizador de retardo y espera un momento, y luego, finalmente, el pin OUT se activa para desconectar el suministro.
La conmutación repetida de ENCENDIDO / APAGADO DE SALIDA permite que las otras celdas continúen el proceso de carga y, al mismo tiempo, evita que las celdas en serie completamente cargadas se sobrecarguen.
Protección contra sobretensión de las baterías de iones de litio de la serie
Las baterías recargables se utilizan comúnmente para el almacenamiento de energía eléctrica y para utilizar esa energía según la demanda.
Los desafíos clave en los sistemas que funcionan con baterías son la sobretensión y el sobrecalentamiento de las baterías.
Las baterías de iones de litio se convierten en un candidato viable para la industria electrónica y reemplazan las baterías recargables de níquel.
Las baterías recargables de iones de litio han ganado popularidad en los últimos años debido a su amplia utilización en patinetes eléctricos, bicicletas eléctricas, drones y vehículos eléctricos (EV).
Las características atractivas y únicas de las baterías de iones de litio son:
- Alta densidad de energía
- Potencia de salida alta
- Alto voltaje de celda (en comparación con las baterías de níquel)
- Baja tasa de autodescarga (1: 4 en comparación con la tecnología de níquel)
A pesar de tener varios beneficios sobre las baterías de níquel, las baterías de iones de litio son menos tolerantes y la sobrecarga reduce su ciclo de vida.
La sobretensión y la sobrecarga podrían provocar un sobrecalentamiento, una alta resistencia interna, un bajo almacenamiento de energía o incluso una explosión.
Para obtener los máximos beneficios y aumentar el ciclo de vida de las baterías de Li-Ion, se debe abordar el problema de la sobrecarga.
Para la seguridad y protección de las baterías los circuitos de protección deben estar debidamente diseñados y sistema integrado con batería.
La protección contra sobrecargas y cortocircuitos también es un factor vital para prolongar la vida útil del sistema de baterías.
Características principales:
Para combatir todos los desafíos mencionados anteriormente, los expertos han recomendado el circuito de protección de celda de iones de litio de la serie BQ7718 IC.
La gama de productos BQ7718 no solo monitorea la sobretensión en el sistema de carga de la batería, sino que también protege la batería de la sobretensión.
Dado que el paquete de baterías consta de una serie o un número de celdas, los circuitos BQ7718xy garantizan la protección de cada celda.
La aplicación de BQ7718 tiene la flexibilidad de monitorear y controlar las baterías de iones de litio de celda de la serie 2 a la serie 5.
La protección contra sobrecargas y cortocircuitos también se proporciona con el temporizador de retardo interno para la protección rápida de las celdas de la batería.
El BQ7718 proporciona el módulo de prueba del cliente y permite el monitoreo independiente de cada celda para garantizar la protección contra la sobretensión.
En el modo de prueba del cliente, el tiempo de prueba se puede reducir para verificar y verificar el parámetro del temporizador de sobretensión mientras se integra en el paquete de baterías.
Para habilitar el modo de prueba y la configuración del temporizador de retardo, consulte la hoja de datos.
Su tamaño es pequeño (QFN 3 mm x 4 mm, MSOP 3 mm x 5 mm) y lo suficientemente económico como para incorporarse fácilmente al paquete de baterías.
Además, el voltaje de funcionamiento y el consumo de corriente de BQ7718 son demasiado pequeños (ICC de bajo consumo de energía ≈ 1 µA) que pueden ser inferiores a la tasa de autodescarga inherente de cualquier batería de iones de litio bien diseñada.
El umbral de sobrecarga también es fijo, lo que permite la carga completa y evita la sobrecarga. Tiene la protección contra sobretensión con alta precisión de ± 10 mV.
El rango de umbral de protección contra sobretensión se puede seleccionar del catálogo (que varía de 4.200 a 4.300 voltios) dependiendo de los requisitos de circuito del paquete de baterías.
Si el umbral seleccionado es demasiado alto, la batería puede dañarse, así que seleccione el umbral con precisión según las necesidades del circuito.
Según el fabricante, también es importante tener en cuenta que la entrada de corriente de fuga por celda es inferior a 100 nA.
La ecualización de carga en cada celda es obligatoria para almacenar la máxima cantidad de energía, cada celda debe cargarse por igual.
Cualquier desequilibrio en la carga de cada celda debido a un defecto de fabricación o una carga frecuente, la descarga puede reducir el tiempo de funcionamiento de la batería.
Como mencionamos, en BQ7718xy cada celda se monitorea de forma independiente, se puede eliminar el problema de carga por desequilibrio de celda.
El voltaje real y el voltaje de referencia de protección son monitoreados constantemente por el BQ7718xy para cada celda, cualquier detección de desequilibrio o carga desigual (tiempo de retardo de OV configurado) entre las celdas activa un circuito temporizador.
Cuando expira el circuito del temporizador, se activa el estado de carga. El modo de carga normal se activa cuando los voltajes caen por debajo de los valores predeterminados.
El fabricante ha recomendado que para detectar el voltaje de entrada de cada celda, se debe instalar una resistencia en serie y un condensador a través de la celda según sea necesario para la filtración del ruido y el monitoreo estable del voltaje.
La temperatura funcional del BQ7718xy varía entre -10 ° C y 110 ° C, exceder estos rangos puede dañar los dispositivos de forma permanente.
La exposición prolongada a límites máximos en cualquier condición puede alterar la funcionalidad del sistema y la confiabilidad puede verse afectada.
Para evitar el problema de confiabilidad, se recomienda que los dispositivos no se expongan a las peores condiciones o al límite máximo durante más tiempo.
Funcionalidades PIN:
El BQ7718xy está disponible en dos paquetes de configuración comunes como DPJ y DGK (ambos en 8 pines) como se muestra en la imagen de abajo.
VDD es la fuente de alimentación (30 V máx., Mientras que se recomiendan 25 V) mientras que VSS es la conexión a tierra de referencia o terminal negativo.
Una resistencia en serie debe conectarse con VDD para limitar la corriente y el condensador debe estar conectado al pin VSS para filtrar el ruido.
Los pines V1 a V5 se utilizan para detectar voltajes de entrada en la celda 1 a la celda 5, respectivamente. El pin de salida se usa para la señal de falla de sobretensión (rango de voltaje de -0,3 a 30) en el paquete de baterías.
Configuraciones de circuito
En la siguiente figura se muestra un enfoque simple para la protección de carga de las celdas de la serie 3, 4 o 5 de baterías de iones de litio.
Se seguirán las recomendaciones del fabricante para el desarrollo de circuitos de protección contra sobretensiones para el paquete de baterías.
Cualquier alteración en los rangos indicados en la hoja de datos puede afectar la precisión de la medición de voltaje de la celda. La calibración del dispositivo se ha realizado usando el valor = 1 kΩ, la precisión del dispositivo se puede cambiar si se usa otro valor de para la calibración.
Circuito de aplicación de BQ7718:
Los circuitos electrónicos para la supervisión y protección de sobrevoltaje, la ecualización de carga en condiciones de alta temperatura con un temporizador de retardo interno se pueden diseñar utilizando el BQ7718xy.
Para la protección de los paquetes de baterías de iones de litio que se utilizan en herramientas eléctricas de mano / herramientas de jardín, bicicletas eléctricas / patinetes y electrodomésticos inalámbricos como aspiradoras.
Resumen:
La información presentada en la imagen a continuación proporciona los detalles funcionales del IC y su aplicación en pocas palabras.
Referencias:
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq7718.pdf
Affanni, A., Bellini, A., Franceschini, G., Guglielmi, P. y Tassoni, C. (2005). Elección y gestión de baterías para vehículos eléctricos de nueva generación. Transacciones IEEE sobre electrónica industrial , 52 (5), 1343-1349.
Artículo anterior: Circuito contador de frecuencia de 5 dígitos Siguiente: Circuito de alarma de incendio ultrasónico con detección de turbulencia de aire
![Construya un circuito convertidor Buck simple [Convertidor reductor]](https://electronics.jf-parede.pt/img/3-phase-power/D0/build-a-simple-buck-converter-circuit-step-down-converter-1.jpg)
