TIDA-010216

适用于大容量应用且具有低侧 MOSFET 控制功能的 16 芯串联电池包参考设计

TIDA-010216

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、电芯电压精度高的 16 芯串联锂离子、磷酸铁锂电池包。该设计能够非常精确地监测各个电芯的电压和温度、电池包电流和 MOSFET 温度,并防止锂离子和磷酸铁锂电池包出现电芯过压、欠压、过热、充放电过流以及放电短路现象。五对低侧 N 沟道 MOSFET 架构具有强大的开关能力,使该设计能够承受更大的充放电电流。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待机时间。这些特性使得此参考设计适用于电信和服务器、住宅储能系统 (ESS)、电动摩托车、便携式发电站和其他高容量电池包应用的电池备份单元 (BBU)。

特性
  • 低电流消耗:
    • 待机模式下的典型值为 100μA
    • 运输模式下的典型值为 10μA
  • 电芯电压精度高,无需校准
    • 25°C 时为 ±5mV
    • 0°C 至 60°C 时为 ±10mV
    • -40°C 至 85°C 时为 ±15mV
  • 可靠的电池电芯保护包括电芯过压、欠压、双电平过流放电、过流充电、放电短路和过热保护
  • 其他系统保护包括电芯开路和主机看门狗热管理、CAN 总线故障、充电和放电 MOSFET 短路保护
  • 低侧 N 沟道 MOSFET 和强大的驱动能力
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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。

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ZHCUAN5.PDF (1128 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDMB13.PDF (861 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDMB14A.PDF (143 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

TIDMB15.PDF (612 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

TIDMB17.ZIP (3559 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

TIDCGB3.ZIP (2117 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

TIDMB16.PDF (2521 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。

ESD 保护二极管

TPD2E007适用于交流信号数据接口的双通道 10pF、±13V、±8kV ESD 保护二极管

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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、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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N 沟道 MOSFET

CSD19538Q3A采用 3mm x 3mm SON 封装的单路、61mΩ、100V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

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RS-485 和 RS-422 收发器

THVD1400采用小型封装选项、具有 ±12kV IEC ESD 保护功能的 3.3V 至 5V、500Kbps、RS-485 收发器

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低侧驱动器

UCC27517采用 SOT-23 封装、具有 5V UVLO 和 13ns 传播延迟的 4A/4A 单通道栅极驱动器

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低侧驱动器

UCC27524A具有 5V UVLO、使能功能和负输入电压处理能力的 5A/5A 双通道栅极驱动器

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数字隔离器

ISO7731EMC 性能优异的三通道、2/1、增强型数字隔离器

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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

TPS7A24具有使能功能的 200mA、18V、超低 IQ、低压降 (LDO) 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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降压转换器(集成开关)

TPS543084.5V 至 28V 输入、3A 输出、同步 350kHz FCCM 降压转换器

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隔离式 CAN 收发器

ISO1042具有 70V 总线故障保护功能和灵活数据速率的隔离式 CAN 收发器

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设计指南 适用于大容量应用且具有低侧 MOSFET 控制功能的 16 节电池 包参考设计 PDF | HTML 英语版 PDF | HTML 2022年 10月 28日
应用手册 使用 BQ769x2 电池监视器系列低侧 FET (Rev. A) PDF | HTML 英语版 (Rev.A) PDF | HTML 2022年 4月 8日
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