電池測試設(shè)備(Battery Tester)---功率變換篇

大家好，小科來為大家解答以上問題。電池測試設(shè)備 (Battery Tester)---功率變換篇這個(gè)很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、郵政Post:TL594、LM5106、LM5109B、UCC27282、LM5069、LM5060、TIDA-01041、LM5170-Q1、TIDA-01042中討論的其他零件

2、何鴻燊

3、隨著鋰電池行業(yè)的興起，電池檢測設(shè)備市場變得巨大，主要用于3C電池和動力電池的化學(xué)成分檢測。3C電池的串?dāng)?shù)較少，每串電池的實(shí)際使用要求一致性較低。但由于動力電池的串?dāng)?shù)高達(dá)數(shù)百串，使用環(huán)境相對極端，為了保證較長的使用壽命，與3C電池相比，對一致性的要求要高得多。因此，電池在容量劃分上要求的電流精度更高。目前根據(jù)市場要求，保持0.02%的要求是電池測試設(shè)備廠商面臨的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。為了獲得更高的市場份額，有必要提高精度、效率和功率。

4、需要知道的是，電池設(shè)備主要分為三部分，即雙向交流-DC功率轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理單元和電池測試單元。本文主要分析電池測試單元的電源轉(zhuǎn)換部分，它與實(shí)現(xiàn)電池容量的技術(shù)要點(diǎn)密切相關(guān)。

5、能量變換

6、電池測試單元的電源部分主要包括模擬控制器、半橋驅(qū)動器、MOSFET和輸入輸出保護(hù)器。半橋整流Buck/Boost變換器電路是最常用的電源拓?fù)?，主要是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單，控制不復(fù)雜，能夠滿足目前市場上輸出電流低至0.5A或更低，高達(dá)數(shù)百安培的應(yīng)用。不同的是，在大電流應(yīng)用中，為了保證良好的散熱性能和減小體積，多相Buck/Boost變換器電路往往并聯(lián)使用，無論單相、兩相甚至多相，控制方案都保持不變。

7、TL594離散方案

8、目前成熟的方案是TL594的模擬離散方案。德州儀器此前曾推出TI設(shè)計(jì)的TL594方案。如圖1所示，該方案成熟穩(wěn)定，具有性價(jià)比優(yōu)勢。

9、圖1 TI設(shè)計(jì)框圖

10、ir2104

11、當(dāng)測試單元的輸出電流在10A左右或以下時(shí)，在不要求驅(qū)動能力的情況下，可以滿足1A左右的要求。常用的有LM5109B和LM5106，表1。

12、當(dāng)輸出電流為幾十幾百安培時(shí)，考慮到MOSFET快速開關(guān)所需的驅(qū)動電流，UCC27282目前驅(qū)動2.5A源/3.5A吸電流，HS能承受較大的負(fù)壓，可靠性高。由于其聯(lián)鎖功能，不會干擾轉(zhuǎn)換器半橋節(jié)點(diǎn)的di/dt，導(dǎo)致半橋貫通的情況。

13、表1:驅(qū)動器

14、LM5106

15、LM5109B

16、UCC27282

17、總線電壓(最大)(伏)

18、100

19、90

20、120

21、峰值電流吸/源(安)

22、1.8/1.2

23、一個(gè)

24、3.5/2.5

25、HS引腳的最小負(fù)電壓(v)

26、-1

27、-1

28、-14

29、LM5060和LM5069實(shí)現(xiàn)電源接口保護(hù)器

30、電池充電時(shí)，被測電池在沒有電流回流保護(hù)的情況下會放電，導(dǎo)致系統(tǒng)啟動不可靠。同時(shí)，如果只有主電路MOSFET關(guān)斷，電池仍然會有電流回流的路徑，因此附加一個(gè)輸入輸出接口保護(hù)器尤為重要。LM5060和LM5069適用于輸入輸出接口的欠壓、過壓和浪涌電流保護(hù)。參數(shù)如表2所示。

31、表2:負(fù)載開關(guān)參數(shù)表

32、LM5060

33、LM5069

34、最小輸入電壓(v)

35、5.5

36、九

37、最大輸入電壓(v)

38、65

39、80

40、應(yīng)晶體管

41、外部

42、功能

43、可調(diào)限流

44、浪涌電流極限

45、過電流事件的斷路器功能

46、LM5170-Q1集成方案

47、當(dāng)電流較大時(shí)，需要采用多相交錯并聯(lián)，而一個(gè)TL594只能控制一相功率轉(zhuǎn)換電流，同時(shí)需要對外給出TL594的同步信號，增加了TL594分立元件方案的復(fù)雜性。LM5170-Q1的方案包含兩個(gè)控制回路，可以獨(dú)立工作，也可以交替并聯(lián)工作，集成過壓、過流、欠壓保護(hù)，支持二極管模擬模式，還有防止電流回流的保護(hù)電路。圖2顯示了兩個(gè)并聯(lián)電路的典型應(yīng)用方案，TI Design: TIDA-01041，最大輸出電流為100A，電流精度為0.02%，電壓精度為0.1%。

48、圖2: TIDA-01041

49、LM5170-Q1方案的優(yōu)勢在于，不僅為信號鏈的設(shè)計(jì)留出了自由擴(kuò)展的空間，而且集成度高，為功率轉(zhuǎn)換MOSFET的散熱提供了較大的空間。Ti.com提供了幾種不同電流大小的參考設(shè)計(jì)，即TID-A01041和TIDA-01042。

50、支票

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