享受无线自由,彻底摆脱交流电器的线缆束缚

2016-05-16 17:22:06来源: EEWORLD
十分难处理的吸尘器线缆,电钻上巨大而又笨重的电源插头,会带来不少麻烦,有时甚至会有危险。实现电动工具和园艺工具的无线化曾经是一个昂贵而又难以企及的梦想,不过,随着锂离子 (Li-ion) 电池变得越来越普遍,价格不断走低,这个梦想终于可以实现了!

 
锂离子 (Li-ion)、锂聚合物或磷酸铁锂 (LiFePO4) 化学电池的优势是很明显的,相对于传统电池,它们的体积能量密度(单位大小电池所能提供的电能)和重量能量密度(单位重量电池所能提供的电能)更大。因此,在不使用笨重铅酸电池的情况下,你也能够获得更高的电量,你可以试想一下,这是不是非常适合应用于电动工具或园艺工具呢?不过,这些化学电池也不是一点儿缺点也没有,它们也会产生一些安全问题,比如:欠压 (UV)、过压 (OV)、过热和过流 (OC),而这些问题都会加速电池性能下降,并且有可能导致热失控和系统故障。
随着锂离子电池组的应用范围不断扩大,使用这些类型电池的应用也越来越多,电池组本身的尺寸也在变大,以满足更高的功率要求,而电池组内置的电池数量也在增多。随着普及范围越来越广,人们开始更多地关注它的安全性(上文提到的那些问题)。对电池安全性顾虑的增多,使得因此设计人员在注重空间和热限制的同时,还考虑在电池组设计中加入更加精密的保护、监视和平衡电路。
TI深知市场的快速发展和不断增长,因此TI Design,10节电池组监视、平衡和保护参考设计恰恰提供了一个经测试的硬件平台,可以对使用10节串联锂离子或磷酸铁锂电池的电池组进行电池节监视、平衡、保护和电量计量。此类应用包括而不仅限于电动工具、园艺工具、机器人和立式真空吸尘器,甚至是无人机!
这款设计包括:
模拟前端 (AFE),可用于监视电池节电压和电池组,以及电流与温度。此模拟前端可以提供综合性保护,包括欠压、过压、短路和过流保护。它还有助于电池节的电路平衡。
微控制器 (MCU),用作电池管理控制器,可实现模拟前端的参数配置,进而执行电量计量算法、电池节均衡机制、处理故障,并且与电池组外的系统建立联系。
在充电或放电期间出现故障时,模拟前端可以断开电路以保护场效应管。
 
图1:TIDA-00449系统方框图
电池组配置 10S3P(30至42V, 12.6Ah)
最大连续放电电流 50A
最大充电电流 10A
欠压保护 2.75V/节
过压保护 4.3V/节
过流保护 在电流为200A的情况下保护时间:40ms
短路保护 在电流为300A的情况下保护时间:200µs
平衡电流 150mA
表1:参考设计技术规格
当设计电池供电的电动工具时,请确保您的电池组具有针对不正确充电或放电的监视、平衡和保护功能。在与这款参考设计配合使用的设计指南中,我们已经增加了步骤说明,其中涵盖了组件选型、电路图和布局设计,以及包括热测量值在内的测试结果。立即开始设计,看一看您能使哪些电动工具变成无线式工具吧!
 

关键字:电源插头  失控  平衡

编辑:王凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/article_2016051626588.html
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