TIDA-010208

具有精确电池测量和高侧 MOSFET 控制功能的 10 节至 16 节串联电池组参考设计

TIDA-010208

设计文件

概述

此参考设计是一款待机和运输模式电流消耗低、电池电压精度高的 10-16 节串联锂离子、磷酸铁锂电池组设计。它能够非常精确地监控每节电池的电压和温度、电池组电流和 MOSFET 温度,并防止锂离子、磷酸铁锂电池组出现电池过压、欠压、过热和充放电过流以及放电短路现象。采用高侧 N 沟道 MOSFET 架构,具有强大的驱动开关能力。利用高效的辅助电源策略,此参考设计可实现 100μA 待机功耗和 10μA 运输模式功耗,因此能够节省更多能源并实现更长的运输时间和空闲时间。借助上述特性,此参考设计非常适用于电动自行车和电动踏板车电池组应用。

特性
  • 超低的电流消耗:
    • 待机模式下的典型值为 100μA
    • 运输模式下的典型值为 10μA
  • 电池电压精度高,无需校准:
    • 25°C 下为 ±5mV;0°C 至 60°C 下为 ±10mV
    • –40°C 至 85°C 下为 ±15mV
  • 提供可靠的电池保护,包括:
    • 一级保护:电池过压、电池欠压、双电平过流放电、过流充电、放电短路和过热
    • 二级保护:电池过压、电池欠压和过热
  • 其他系统保护特性,包括:电池开路和主机看门狗热管理
  • 反向充电器和电池组侧高电压保护
  • 高侧 N 沟道 MOSFET 和强大的驱动能力

我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

TIDUEY5.PDF (2725 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDM788.PDF (713 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDM789.PDF (178 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDM790.PDF (489 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDM792.ZIP (2506 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCFZ2.ZIP (1634 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDM791.PDF (1921 K)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

电池保护器

BQ77216具有内部延迟计时器、适用于 3 节至 16 节串联锂离子电池的电压和温度保护器

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CAN、LIN 收发器和 SBC

TCAN1042HV具有灵活数据速率的故障保护 CAN 收发器

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CAN、LIN 收发器和 SBC

TCAN1044V具有待机模式、1.8V IO 支持和故障保护功能的高速 CAN FD 收发器

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MSP430 微控制器

MSP430FR2155具有 32KB FRAM、4KB SRAM、比较器、12 位 ADC、UART/SPI/I2C 和计时器的 24MHz MCU

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N 沟道 MOSFET

CSD19536KTT采用 D2PAK 封装的单路、2.4mΩ、100V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

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热敏电阻

TMP61采用 0402、0603/0805 和通孔封装的 1%、10kΩ 线性热敏电阻

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电池监测器和平衡器

BQ76952适用于锂离子、锂聚合物和磷酸铁锂电池的 3 节至 16 节串联高精度电池监控器和保护器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV704150mA、24V、超低 IQ、低压降稳压器

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降压转换器(集成开关)

LM5163具有超低 IQ 的 100V 输入、0.5A 同步降压直流/直流转换器

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技术文档

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
* 设计指南 带准确电池测量的 10s-16s 电池组参考设计 2021年 1月 11日

相关设计资源

硬件开发

评估板
BQ77216EVM 适用于 3 节至 16 节串联锂离子电池的电压和温度保护器评估模块

软件开发

应用软件和框架
BQSTUDIO Battery Management Studio (bqStudio) 软件套件

设计工具和仿真

计算工具
LM5163-LM5164DESIGN-CALC LM5163/LM5164 快速入门设计工具

支持与培训

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