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设计与开发
参考设计

TIDA-01040

适用于高电流应用的电池测试仪参考设计

设计文件

TIDA-01040

设计文件

概述

锂离子电池化成和电气测试要求精确的电压和电流控制，通常要在指定的温度范围内达到优于 ±0.05% 的精度。  该本参考设计提出了一种适用于高电流（高达 50A）电池测试仪应用的解决方案，支持 8V–16V 的输入（总线）电压和 0V–5V 的输出负载（电池）电压。该设计利用集成式多相双向控制器 LM5170 与高精度数据转换器和仪表放大器相结合，可实现 0.01% 的满量程充电和放电精度。为了更大限度地提高电池容量并缩短电池化成时间，该设计通过简化的接口使用高度精确的恒定电流 (CC) 和恒定电压 (CV) 校准环路。本文对所有重要设计理论都进行了阐释说明，可指导用户完成零件选择流程和设计优化。最后，此设计还包含原理图、电路板布局、硬件测试和结果。

特性
  • 具有校准控制功能的电池测试子系统，可实现 0.01% 的满量程电流控制精度
  • 支持高达 50A 的应用，其输入电压（总线）为 8V–16V，输出负载（电池）为 0V–4.5V（最高 5V）
  • LM5170 双向降压/升压控制器
  • 通过 DAC80004 提供可编程的高精度基准
  • 通过 ADS131A04 24 位 Δ-Σ 实现电压和电流监控
  • 用户友好型控制界面
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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。

download 设计指南 — TIDA-01040
ZHCU515B.null (null KB)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

download Assembly drawing — TIDA-01040
TIDRWK1.PDF (431 KB)

元件放置方式设计布局的详细原理图

download Bill of materials (BOM) — TIDA-01040
TIDRWK0.PDF (215 KB)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

download CAD/CAE symbol — TIDA-01040
TIDRWK3.ZIP (4179 KB)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

download Gerber file — TIDA-01040
TIDCER0.ZIP (1352 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

download PCB layout — TIDA-01040
TIDRWK2.PDF (5830 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

download Schematic — TIDA-01040
TIDRWJ9.PDF (1255 KB)

设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS737 — 具有反向电流保护和使能功能的 1A 超低压降稳压器

数据表: PDF | HTML
线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS717 — 具有使能功能的 150mA、高 PSRR、低 IQ、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML
直流/直流控制器

LM5118 — 3V 至 75V 宽输入电压、电流模式非同步降压/升压控制器

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

TLV07 — 36V、低噪声、轨到轨输出、精密运算放大器

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DC/DC converters

LM2664 — 输入电压为 1.8V 至 5.5V 的开关电容器电压反相器

数据表: PDF | HTML
直流/直流控制器

LM5170-Q1 — 符合 AEC-Q100 标准的多相双向电流控制器

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ESD 保护二极管

TPD4S012 — 适用于 USB 接口且具有可耐受 15V 电压的 Vbus 的四路 0.8pF、5.5V、±10kV ESD 保护二极管

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精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA827 — 低噪声、高精度 JFET 输入运算放大器

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全差分放大器

THS4561 — 低功耗、60MHz、宽电源电压范围全差分放大器

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模拟和精密开关和多路复用器

SN74LV4053A-Q1 — Automotive, 5V, 2:1 (SPDT), 3-channel, analog switch

数据表: PDF | HTML
线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS709 — 具有反向电流保护和使能功能的 150mA、30V、超低 IQ、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML
仪表放大器

INA188 — 36V、零漂移、轨到轨输出仪表放大器

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反向缓冲器和驱动器

SN74LVC1G04-Q1 — 汽车单路 1.65V 至 5.5V 反相器

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通用 MCU

TM4C1294NCPDT — 具有 120MHZ 频率、1MB 闪存、256KB RAM、USB 和 ENET MAC+PHY、基于 Arm Cortex-M4F 的 32 位 MCU

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精密 DAC (≤10 MSPS)

DAC80004 — 具有 1LSB INL/DNL 的超小型、真正 16 位四路电压输出 DAC

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电压转换门

SN74LV1T00 — 单电源 2 输入正与非门逻辑电平转换器

数据表: PDF | HTML
电压转换门

SN74LV1T32 — 具有逻辑电平转换器的单电源 2 输入正或门

数据表: PDF | HTML
精密运算放大器 (Vos<1mV)

OPA2277 — 10µV、0.1µV/˚C、高精密、低功耗运算放大器

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通用运算放大器

LM6142 — 双路、24V、17MHz、低功耗运算放大器

数据表: PDF
精密 ADC

ADS131A04 — 24 位 128kSPS 4 通道同步采样 Δ-Σ ADC

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开始开发

硬件开发

评估板

LM5170EVM-BIDIR — LM5170 48V-12V 双向转换器评估模块

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EVM用户指南: PDF | HTML
支持的产品和硬件

支持的产品和硬件

硬件开发
参考设计
PMP15038 — 电池测试系统的 50A、0.05% 电流精度电源参考设计 TIDA-01040 — 适用于高电流应用的电池测试仪参考设计 TIDA-01168 — 适用于 12V/48V 汽车系统的双向 DC/DC 转换器参考设计
有库存
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TI.com 上无现货

LM5170EVM-BIDIR — LM5170 48V-12V 双向转换器评估模块

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评估板

USB2ANY — USB2ANY 接口适配器

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支持的产品和硬件

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TIDA-010089 — 两象限、15V、8A、可编程线性直流电源参考设计 TIDA-010241 — 高性能 Xilinx® 和 Intel® FPGA 平台的灵活电源参考设计 TIDA-01040 — 适用于高电流应用的电池测试仪参考设计 TIDA-01041 — 适用于多相高精度 0.5 至 100A 电池化成的电池测试仪参考设计 TIDA-01042 — 适用于 50A、100A 和 200A 应用的模块化电池测试仪参考设计 TIDA-020075 — 汽车级高电压电池管理系统 2 通道热熔丝驱动器电路板参考设计 TIDA-050026-23881 — 用于多端口应用的 24 端口（PoE 2，4 线对）电源设备参考设计 TIDA-050026-23882 — 用于多端口应用的 24 端口（PoE 2、2 线对）电源设备参考设计 TIDA-050047 — 适用于 2 至 4 节电池的集成 USB Type-C® USB 电力传输 (PD) 和充电参考设计
子卡
TPS23881B1EVM-024 — TPS23881B 子卡
评估板
TPSM8287A06BASEVM — TPSM8287A06 具有 I²C 接口和遥感功能的可并联 6A 降压模块评估模块 ULC1001-DRV290XEVM — ULC1001 和 DRV2901 超声波镜头清洗 (ULC) 硬件评估捆绑包 ULC1001-DRV2911EVM — ULC1001 和 DRV2911 评估模块
有库存
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TI.com 上无现货

USB2ANY — USB2ANY 接口适配器

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子卡
TPS23881B1EVM-024 — TPS23881B 子卡
评估板
TPSM8287A06BASEVM — TPSM8287A06 具有 I²C 接口和遥感功能的可并联 6A 降压模块评估模块 ULC1001-DRV290XEVM — ULC1001 和 DRV2901 超声波镜头清洗 (ULC) 硬件评估捆绑包 ULC1001-DRV2911EVM — ULC1001 和 DRV2911 评估模块
应遵守 TI 评估类商品的标准条款与条件。

设计工具和仿真

仿真模型

TIDM034 — TIDA-01040 Simulation Files

支持的产品和硬件

支持的产品和硬件

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TIDA-01040 — 适用于高电流应用的电池测试仪参考设计

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发布日期: 2018-6-19
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* 设计指南 适用于高电流应用的电池测试仪参考设计 (Rev. B) 英语版 (Rev.B) 2019-7-25
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