ปรับปรุงความแม่นยำในการวัดอุณหภูมิในระบบตรวจสอบแบตเตอรี่

ปรับปรุงความแม่นยำในการวัดอุณหภูมิในระบบตรวจสอบแบตเตอรี่

ตามที่กล่าวไว้ในบทความ"ตัวตรวจสอบแบตเตอรี่รุ่นต่อไป: วิธีปรับปรุงความปลอดภัยของแบตเตอรี่พร้อมทั้งปรับปรุงความแม่นยำและขยายเวลาทำงาน" การตรวจสอบแรงดันไฟ กระแสไฟ และอุณหภูมิของแบตเตอรี่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเหมาะสำหรับ ใช้ในเครื่องดูดฝุ่น เครื่องดูดฝุ่น การทำงานที่ปลอดภัยของระบบสำหรับสินค้าอุปโภคบริโภคจำนวนมาก เช่น เครื่องมือไฟฟ้าและจักรยานไฟฟ้า ในบทความนี้ เราจะศึกษาการตรวจสอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่ลิเธียมในเชิงลึกมากขึ้น รวมถึงการกำหนดค่าระบบที่ถูกต้องเพื่อการทำงานที่ปลอดภัย

เมื่อใช้งานแบตเตอรี่ลิเธียมนอกช่วงอุณหภูมิที่กำหนดโดยผู้ผลิตแบตเตอรี่ จะมีความเสี่ยงที่จะเกิดการหนีจากความร้อน ซึ่งในที่สุดจะทำให้เกิดไฟไหม้หรือการระเบิด ดังนั้น เพื่อความปลอดภัยของระบบและเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานต่างๆ แบตเตอรี่จะต้องปิดการทำงานทุกครั้งที่อุณหภูมิของแบตเตอรี่เกินช่วงอุณหภูมิที่กำหนด อย่างไรก็ตาม การรู้ว่าเมื่อใดควรปิดใช้แบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับความถูกต้องของการตรวจสอบแบตเตอรี่และระบบย่อยการวัดอุณหภูมิของตัวป้องกัน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานของระบบจะปลอดภัย

ผลิตภัณฑ์ล่าสุดในซีรีย์มอนิเตอร์และตัวป้องกันแบตเตอรี่ Texas Instruments, BQ76942 (แบตเตอรี่ 3 ก้อนในซีรีย์ [3S], สูงสุด 10S) และ BQ76952 (สูงสุด 3S ถึง 16S) รวมอะนาล็อกเดลต้าซิกมา 16 บิต/24 บิต - ตัวแปลงเป็นดิจิตอล (ADC) ) มัลติเพล็กซ์ระหว่างการวัดแรงดันไฟฟ้าต่างๆ รวมถึงการวัดอุณหภูมิชิปภายในและเทอร์มิสเตอร์ภายนอก

BQ76942 (10S) และ BQ76952 (16S) รวมถึงการวัดอุณหภูมิชิปภายในตาม ADC โดยใช้การอ้างอิงภายในเพื่อวัดแรงดัน ΔVBE แรงดันไฟฟ้านี้จะถูกแปลงเป็นการอ่านค่าอุณหภูมิ ซึ่งสามารถอ่านได้ผ่านอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรม

จอภาพแบตเตอรี่ทั้งสองรองรับการวัดอุณหภูมิโดยใช้เทอร์มิสเตอร์ภายนอกบนพินอุปกรณ์สูงสุด 9 พิน ซึ่งช่วยให้นักออกแบบระบบมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการเลือกตำแหน่งที่จะวัดอุณหภูมิในชุดแบตเตอรี่ สามารถระบุค่าการวัดเทอร์มิสเตอร์แยกจากกันและการอ่านอุณหภูมิชิปภายในเพื่อใช้เป็นอุณหภูมิแบตเตอรี่ อุณหภูมิของทรานซิสเตอร์ภาคสนาม (FET) หรือไม่ก็ได้

ระบบย่อยการป้องกันใช้ค่าที่วัดได้ซึ่งกำหนดเป็นอุณหภูมิของแบตเตอรี่เพื่อระบุอุณหภูมิแบตเตอรี่สูง/ต่ำเกินไปในระหว่างการชาร์จ หรืออุณหภูมิสูง/ต่ำเกินไประหว่างการคายประจุ และเพื่อกำหนดว่าจะให้แบตเตอรี่สมดุลหรือไม่ เทอร์มิสเตอร์ที่ระบุอุณหภูมิ FET ใช้เพื่อระบุความร้อนสูงเกินไปของ FET เทอร์มิสเตอร์ใดๆ ที่เปิดใช้งานแต่ไม่ได้กำหนดไว้สำหรับแบตเตอรี่หรืออุณหภูมิ FET จะถูกใช้สำหรับการรายงานอุณหภูมิ แต่จะไม่ถูกใช้งานโดยระบบย่อยการป้องกัน

อุณหภูมิชิปภายในยังกำหนดว่าอนุญาตให้ปรับสมดุลแบตเตอรี่หรือไม่ และควรวางอุปกรณ์ในสถานะปิดเพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานที่ผิดพลาดเมื่อเกินช่วงอุณหภูมิการทำงานที่ระบุหรือไม่

เทอร์มิสเตอร์วัดเมื่อเชื่อมต่อกับตัวต้านทานแบบดึงขึ้นภายในที่เชื่อมต่อกับตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าตกคร่อม REG18 (~ 1.8V) ดังแสดงในรูปที่ 1

ระหว่างการทำงาน อุปกรณ์จะใช้ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นภายในที่ตั้งโปรแกรมได้ที่18kΩหรือ180kΩ ซึ่งจะให้น้ำหนักโดยอัตโนมัติครั้งละหนึ่งตัว ตัวต้านทานแบบดึงขึ้นจะถูกวัดระหว่างการดีบักจากโรงงาน และค่าจะถูกจัดเก็บแบบดิจิทัลในอุปกรณ์เพื่อการคำนวณอุณหภูมิ

แรงดันไฟฟ้า ADC ใช้แรงดัน REG18 เป็นข้อมูลอ้างอิงในการวัดแรงดันพินเทอร์มิสเตอร์ตามสัดส่วน แรงดันไฟฟ้าของเทอร์มิสเตอร์แต่ละตัวจะถูกวัดทุกๆ หนึ่งถึงสามรอบการวัด ค่าการนับ ADC ดั้งเดิมสามารถรับได้ผ่านคำสั่งย่อย DASTATUS6() ในโหมดปกติ อุปกรณ์จะแปลงการวัดเหล่านี้เป็นอุณหภูมิทุกๆ 250ms; ในโหมดสลีป อุปกรณ์จะแปลงการวัดเหล่านี้เป็นอุณหภูมิทุกๆ การวัดอื่นๆ

BQ76942 และ BQ76952 ใช้พหุนามอันดับที่ห้าตามการวัด ADC เพื่อคำนวณอุณหภูมิ อุปกรณ์เหล่านี้รวมค่าสัมประสิทธิ์พหุนามเริ่มต้นสำหรับ:

● เทอร์มิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์ Semitec 103-AT พร้อมตัวต้านทานดึงขึ้น 18kΩ (10kΩ ที่ 25°C, B25/85=3,435 k)

● เทอร์มิสเตอร์ Semitec 204AP-2 พร้อมตัวต้านทานดึงขึ้น 180kΩ (200kΩ ที่ 25°C, B25/85=4,470 k)

ค่าสัมประสิทธิ์แบบกำหนดเองที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับใช้กับเทอร์มิสเตอร์อื่นๆ ยังสามารถเขียนลงในรีจิสเตอร์หรือหน่วยความจำที่ตั้งโปรแกรมได้เพียงครั้งเดียว

อุณหภูมิที่คำนวณโดยเทอร์มิสเตอร์ที่เปิดใช้งานแต่ละตัวมีหน่วยเป็น 0.1°K และสามารถอ่านได้โดยใช้อินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรม

สรุปแล้ว

ตัวตรวจสอบและตัวป้องกันแบตเตอรี่ BQ76942 และ BQ76952 มีระบบย่อยการวัดประสิทธิภาพสูง ระบบย่อยนี้รวมการวัดอุณหภูมิชิปภายในและรองรับเทอร์มิสเตอร์ภายนอกสูงสุด 9 ตัวสำหรับการวัดอุณหภูมิแบตเตอรี่หรือ FET อุปกรณ์เหล่านี้สามารถใช้ในการใช้งานต่างๆ เช่น เครื่องมือไฟฟ้าและจักรยานไฟฟ้า เพื่อความปลอดภัยของระบบโดยการตรวจสอบอุณหภูมิของแบตเตอรี่และปิดใช้งานก้อนแบตเตอรี่เมื่อสถานการณ์กลายเป็นอันตราย