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[参考译文] BQ76940:12节电池独立电池保护

Guru**** 2510095 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ76940, TLV810, BQ78350

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1058915/bq76940-12s-battery-independent-cell-protection

器件型号:BQ76940
主题中讨论的其他器件: TLV810BQ78350

您好!  

我之前曾就同一主题提出过一个问题、因为我正在寻找一个系统、将其放置在 BMS 和12芯电池组平衡线路的每个电池之间。  

上一个问题已解决:

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1046415/tlv810sevm-019-12s-battery-independent-cell-protection

我尝试将电池低压检测电路连接到 P 沟道 MOSFET、以便 在发生欠压时打开电池之间的连接。 如果 BMS 板发生故障、晶体管将停止从电池中汲取的电流。  BMS 板中使用的主要元件是  BQ76940。  

它已经成为这个设计的一个原型、当电池处于休息模式时、系统工作正常、当某个电池中存在欠压时、系统也会切断电流、但是在平衡时、我在这个设计中遇到了问题。 当 BMS 进行平衡时、流经平衡线路的电流会在 MOSFET 的 RDS 中产生电压、导致  BQ76940的电池读数不匹配。

 在平衡模式下修改 BQ76940读取序列、但例如、从线路5流入的电流 返回到线路4中、因此电池4的读数会发生修改、因此系统无效、因为它会影响电池电压监控。 当线路本身处于平衡状态时,读数是正确的,但由于 MOSFET 中产生的压降(大约80mA*RDS),较低的线路读数比实际值高0.2V。

通常如何进行这种保护以保护每个电池组单元、而不会干扰 BMS 读数? 我是否可以获得有关如何修改电路以避免这种问题的任何建议、或者尝试不同的方法是否更好?

提前感谢您的参与。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Adrian、

    我不确定 BMS 输入滤波器相对于上面的原理图削波器的连接位置。  

    如果电路在 BQ76940平衡时位于滤波器的 BMS 侧、则电池的输入将会拉在一起、从而产生低电压。  这似乎会断开 IC 的上输入与滤波器的连接、从而阻止平衡电流流动。  借助 TLV810R 的175ms 平衡时间和200ms 典型 TD、BQ76940输入可能仍会在 BQ76940开始平衡时断开、因此电压将不正确。  

    如果上述电路直接连接到电池 、则监控器应始终看到正确的电池电压、并且 BQ76940应在平衡期间保持连接。  检查电池互连中的任何电阻是否不提供导致电路 意外复位的电压。  评估电路、以检查 BQ76940是否在其建议的工作条件下或至少在其绝对最大限制范围内运行。  同时检查系统性能是否符合要求。  在 串联电池的情况下、电池中的主要电流是从一个电池流向下一个电池、而不是从抽头流入 BMS 板。   在 BQ76940数据表 中、将 IDD 与 dICELL https://www.ti.com/document-viewer/BQ76940/datasheet/electrical-characteristics-slusbk25983#SLUSBK25983进行比较。 我希望该电路能够避免主机设置电池平衡并进入睡眠状态等情况下的过度放电、但会为监控器增加 IDD 负载。  

    如果您对电路还有其他疑问、请在原理图夹中包含电池触点和 BMS 滤波器组件以及引脚位置。

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    您好、WM5295、

    首先、感谢您的快速响应。  

    建议的电路应放置在当前 BMS 板和电芯连接之间。 在下图中、可以了解不同的部件及其放置方式。

    关于 IDD 电流、我知道这应该只是较高电芯保护的一个问题、因为它会由于最后一个电芯线的电流消耗而面临恒定的电压漂移。

    正如您所指出的、此电路配置中发现的问题是由于电池和 BQ76940 VCX 输入滤波器之间的连接中的电阻而产生的电压、当上述电池开始平衡时、会在读数中产生电压偏移。 例如、当 C2星空平衡时、 BQ76940上的电压读数 高于电池中的实际电压(约200mV)。

    我没有遇到电压监控器问题、因为它是电池的连接器、但 BMS 的读数不正确。  

    我如何放置保护器件、以避免由于内联电阻而导致电压读数错误? MOSFET 具有低导通电阻、但2 Ω 的电阻会产生接近200mV 的压降、平衡电流为100mA。

    提前感谢您的建议

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    您好、Adrian、

    在3.6至4.3V 范围内对电池进行平衡时、电池的电压不应与平衡电流发生足够大的变化、从而改变 TLV810电源/感应电压。  因此、对于包括平衡操作在内的所有正常电池电压、开关应保持开启状态。  电池具有低源阻抗。  您可能无法使用电阻分压器测试电路、因为它具有高阻抗、平衡电流可能会改变"电池"电压、从而导致电池保护板打开其开关。

    与 BQ76940的1k 输入滤波电阻串联时、保护开关的2 Ω 电阻可以忽略不计。  BQ76940占空比对平衡进行循环、以测量平衡电流何时不流动、除非在电池组边界。 2欧姆电阻器也与高电流平衡路径串联、但它将与47欧姆电阻器串联。  在电池组边界、您可能希望平衡电路具有单独的路径。

    确保 BQ76940在电池保护板运行期间具有适当的电压。

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    您好、WM5295、

    关于你 上次答复的第一段,我同意。 TLV810未看到电压发生显著变化、因为它直接连接到阻抗较低的电池。 它工作正常、不受平衡过程的影响。

    如 您所述、关于 BQ76940、MOSFET 的2欧姆电阻会产生一个与47欧姆电阻串联的分压器。 该电压会添加到电池电压读数中、因此 BQ76940的电压读数会进行修改。 输入滤波器不会改变该读数、因为电阻更高、但滤波器前面的电压已经改变。

    正如我们所说的那样、电池5-6和10-11可能会出现问题、但我也发现其他电池中的电压读数不匹配、因此我不明白如何避免这种情况、也不明白为什么这种电池的读数错误。

    我使用 BQ-Studio 测试了此问题、并通过 SMB 命令(bq78350)强制平衡 BMS 值。  

    在 BMS 和电池之间连接保护电路时读取的电压值。

    电池4、5、8和9的读数会受到平衡过程电流的影响。  

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    您好、Adrian、

    如果您已按照数据表第11.1节表26 https://www.ti.com/document-viewer/BQ76940/datasheet/configuring-alternative-cell-counts-slusbk24812#SLUSBK24812中的说明将器件配置为12节电池 、则器件的组电池边界位于电池4和5以及8和9之间。  当进行平衡时、开关提供的公共路径电阻将与其他组的电池形成分压器、如 https://www.ti.com/lit/pdf/slua749的图8所示 、在这种情况下、电阻为 FET。  

    为了避免这种情况、您需要使用单独的电阻隔离电流。  对于可能有2个 FET 的情况、但再次请确保在 FET 断开时将 BQ76940的输入保持在安全电压范围内。

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    您好、WM5295、

    由于电池数量的原因、我没有记住 bq76940连接中的电池。 现在、我了解了电池平衡过程中观察到的电池4、5、8、9的电压漂移。

    如前所述、我必须拆分 VC5、VC5b 和 VC10、VC10b 连接、以便平衡电流仅影响组的电压、但不影响其他组电池电压。 应保护 VC5和 VC10线路、并使 VC5b 和 VC10b 与电池直接连接、因为它们只是电流返回路径、并且该电流不得影响其他电池。

    感谢您的支持和澄清。