Mejorar la precisión de la medición de temperatura en el sistema de monitoreo de la batería.
Como se menciona en el artículo" Monitor de batería de próxima generación: cómo mejorar la seguridad de la batería mientras se mejora la precisión y se extiende el tiempo de funcionamiento" ;, el monitoreo preciso del voltaje, la corriente y la temperatura de la batería ayuda a garantizar que sea adecuado para uso en aspiradoras, aspiradoras, El funcionamiento seguro de sistemas para bienes de consumo masivo como herramientas eléctricas y bicicletas eléctricas. En este artículo estudiaremos con más profundidad la monitorización de temperatura de las baterías de litio, incluida la correcta configuración del sistema para un funcionamiento seguro.
Cuando la batería de litio funciona fuera del rango de temperatura especificado por el fabricante de la batería, existe el riesgo de fuga térmica, que eventualmente puede causar un incendio o una explosión. Por lo tanto, para garantizar la seguridad del sistema y cumplir con los requisitos de varios estándares, la batería debe desactivarse siempre que la temperatura de la batería exceda el rango de temperatura especificado. Sin embargo, saber cuándo desactivar la batería depende de la precisión del subsistema de medición de temperatura del monitor de batería y del protector, que es esencial para garantizar el funcionamiento seguro del sistema.
Los últimos productos de la serie de protectores y monitores de batería de Texas Instruments, BQ76942 (3 baterías en serie [3S], hasta 10S) y BQ76952 (hasta 3S a 16S), integran un análogo delta-sigma de 16 bits / 24 bits -a convertidor digital (ADC)), multiplexación entre varias mediciones de voltaje, incluida la medición de la temperatura interna del chip y el termistor externo.
BQ76942 (10S) y BQ76952 (16S) incluyen una medición de temperatura de chip interna basada en el ADC usando su referencia interna para medir el voltaje ΔVBE. Este voltaje se convierte en una lectura de temperatura, que se puede leer a través de la interfaz de comunicación en serie.
Ambos monitores de batería admiten la medición de temperatura mediante termistores externos en hasta 9 pines del dispositivo, lo que brinda a los diseñadores de sistemas más flexibilidad para elegir dónde medir la temperatura en el paquete de baterías. Se pueden especificar valores de medición de termistor separados y lecturas de temperatura del chip interno para usarse como temperatura de la batería, temperatura del transistor de efecto de campo (FET) o ninguna de las dos.
El subsistema de protección utiliza el valor medido designado como temperatura de la batería para identificar si la temperatura de la batería es demasiado alta / baja durante la carga o si la temperatura es demasiado alta / baja durante la descarga, y para determinar si se permite el equilibrio de la batería. El termistor que especifica la temperatura del FET se utiliza para identificar el sobrecalentamiento del FET. Cualquier termistor que esté habilitado pero no designado para la temperatura de la batería o del FET se utilizará para el informe de temperatura, pero el subsistema de protección no lo utilizará.
La temperatura interna del chip también determina si se permite el equilibrio de la batería y si el dispositivo debe colocarse en el estado apagado para evitar un funcionamiento erróneo cuando excede su rango de temperatura de funcionamiento especificado.
El termistor se mide cuando se conecta a la resistencia pull-up interna conectada al regulador de voltaje de baja caída REG18 (~ 1.8V), como se muestra en la Figura 1.
Durante el funcionamiento, el dispositivo utiliza una resistencia pull-up interna programable a 18kΩ o 180kΩ, polarizando automáticamente un termistor a la vez. La resistencia pull-up se mide durante la depuración de fábrica y su valor se almacena digitalmente en el dispositivo para el cálculo de la temperatura.
El voltaje ADC usa el voltaje REG18 como referencia para medir el voltaje del pin del termistor proporcionalmente. El voltaje en cada termistor se mide cada uno a tres ciclos de medición. El valor de recuento de ADC original se puede obtener mediante el subcomando DASTATUS6 (). En modo normal, el dispositivo convierte estas medidas en temperatura cada 250ms; en el modo de suspensión, el dispositivo convierte estas mediciones en temperatura cada dos mediciones.
BQ76942 y BQ76952 utilizan polinomios de quinto orden basados en mediciones de ADC para calcular la temperatura. Estos dispositivos incluyen coeficientes polinomiales predeterminados para:
● Termistor Semitec 103-AT con resistencia pull-up de 18 kΩ (10 kΩ a 25 ° C, B25 / 85=3435 k).
● Termistor Semitec 204AP-2 con resistencia pull-up de 180 kΩ (200 kΩ a 25 ° C, B25 / 85=4470 k).
Los coeficientes personalizados optimizados para su uso con otros termistores también se pueden escribir en registros o memorias programables de una sola vez.
La temperatura calculada por cada termistor habilitado está en unidades de 0,1 ° K y se puede leer utilizando la interfaz de comunicación en serie.
En conclusión
Los monitores y protectores de batería BQ76942 y BQ76952 incluyen un subsistema de medición de alto rendimiento. Este subsistema integra una medición de temperatura de chip interna y admite hasta 9 termistores externos para la medición de temperatura de la batería o FET. Estos dispositivos se pueden utilizar en diversas aplicaciones, como herramientas eléctricas y bicicletas eléctricas, para garantizar la seguridad del sistema mediante el control de la temperatura de la batería y la desactivación del paquete de baterías cuando la situación se vuelve peligrosa.
