Серия специализированных микросхем Ruimeng для работы с АКБ

22 января

телекоммуникациисистемы безопасностиуправление питаниеминтернет вещейуниверсальное применениеRuimengстатьяинтегральные микросхемыисточники питанияLi-IonBMSИзмерение зарядаКонтроллер заряда АКБЗарядные ИС

Николай Вашкалюк (КОМПЭЛ)

На склад КОМПЭЛ поступили образцы микросхем AFE (Analog Front-End) производства китайской компании Ruimeng, предназначенные для мониторинга, защиты и балансировки литиевой аккумуляторной батареи.

В данную линейку входят три микросхемы: MS9920T, MS9930T и MS9940T, которые являются полными Pin-to-Pin-заменами BMS-контроллерам серий xx76920, xx76930, xx76940 (таблица 1) и поддерживают, соответственно, до 5/10/15 последовательно включенных литиевых элементов питания. Степень заменяемости между соответствующими контроллерами практически полная даже на уровне прошивки. Различия имеются только в калибровочных коэффициентах, подробнее об этом написано в технической документации, пункт 1.19.

В интегральной схеме MS99x0T используется цифровой протокол I2C для передачи данных хост-контроллеру, который при работе с АКБ выполняет следующие основные функции:

  • мониторинг (напряжение, ток и температура АКБ);
  • защиту (управление полевыми транзисторами заряда/разряда);
  • пассивную балансировку ячеек.

Данные AFE, осуществляющие управление батареями различного химического состава, включая литий-ионные (Li-Ion) и литий-железофосфатные (LiFePO4), могут применяться в легком транспорте, таком как велосипеды и самокаты с электрическим приводом, в батарейных устройствах резервного питания, системах хранения энергии и бесперебойного питания. Также MS99x0T идеальны для организации промышленных аккумуляторных батарей напряжением 12…54 В. Расположение выводов показано на рисунке 1.

Рис. 1. Расположение выводов MS99x0T

Рис. 1. Расположение выводов MS99x0T

Основные особенности:

  • встроенный АЦП для измерения напряжения батареи, а также температуры как чипа, так и окружающей среды;
  • встроенный счетчик Кл с независимым АЦП;
  • поддержка до трех термисторов формата 103AT;
  • защиты от перегрузки по току разряда (OCD) и короткого замыкания (SCD);
  • защиты от повышенного и пониженного напряжений батареи;
  • обнаружение неисправности вторичного защитного устройства;
  • цифровой интерфейс I2C;
  • встроенный полевой транзистор для балансировки АКБ;
  • драйвер N-канального полевого транзистора для заряда и разряда батареи;
  • вход аварийного прерывания от главного микроконтроллера;
  • встроенный линейный регулятор напряжения на 2,5 или 3,3 В;
  • высокое значение максимального входного напряжения;
  • допуск случайного подключения АКБ;
  • ESD-защита (модель человеческого тела) ±4000 В;
  • диапазон рабочих температур -40…85°C;
  • корпус TSSOP.

Таблица 1. Серия микросхем MS99x0T

Наименование Количество последовательных ячеек Рабочее напряжение питания VBAT, В Максимальное напряжение питания, В Корпус Pin-to-Pin-замена
MS9920T 3…5 6…25 36 TSSOP20 xx76920
MS9930T 6…10 12…42 72 TSSOP30 xx76930
MS9940T 11…15 18…63 108 TSSOP48 xx76940*

* У ИС xx76940 корпус имеет 44 вывода, а MS9940T – 48, но крайние выводы (1, 24, 25 и 48) не используются, за счет чего эти микросхемы можно условно считать Pin-to-Pin-совместимыми.

Типовые схемы включения интегральных схем MS9920T, MS9930T и MS9940T показаны на рисунках 2, 3 и 4, соответственно.

Рис. 2. Типовая схема включения MS9920T

Рис. 2. Типовая схема включения MS9920T

Рис. 3. Типовая схема включения MS9930T

Рис. 3. Типовая схема включения MS9930T

Рис. 4. Типовая схема включения MS9940T

Рис. 4. Типовая схема включения MS9940T

Чтобы предотвратить опасный перезаряд отдельной ячейки в составе аккумуляторной батареи, требуется схема балансировки, которая обеспечивает заданные пороги напряжений на каждой из ячеек. Для этого внутрь MS99x0T встроена схема пассивного балансира с максимальным током обхода до 50 мА (рисунок 5). Рекомендуемые значения токоограничивающих резисторов RVC составляют 500…1000 Ом.

Рис. 5. Использование внутренней схемы пассивного балансира

Рис. 5. Использование внутренней схемы пассивного балансира

Если требующийся ток балансировки превышает значение 50 мА, то следует применять внешние n-канальные (рисунок 6) или p-канальные (рисунок 7) МОП-транзисторы.

Рис. 6. Использование внешних n-канальных МОП-транзисторов для пассивной балансировки

Рис. 6. Использование внешних n-канальных МОП-транзисторов для пассивной балансировки

Рис. 7. Использование внешних p-канальных МОП-транзисторов для пассивной балансировки

Рис. 7. Использование внешних p-канальных МОП-транзисторов для пассивной балансировки

Каждый вариант MS99x0T дополнительно делится на несколько подвидов или рангов («Range»), различающихся I2C-адресом, напряжением встроенного LDO, а так же наличием или отсутствием проверки контрольной суммы CRC при взаимодействии микроконтроллера с микросхемой BMS. Ознакомиться с более подробной информацией можно в спецификации.

На данный момент для заказа доступны микросхемы с рангом «04», образцы которых уже находятся на складе КОМПЭЛ:

Интегральные схемы с указанным рангом имеют I2C-адрес «0x08», функцию проверки контрольной суммы и встроенный LDO напряжением 3,3 В. В карточке каждого товара есть документация на китайском и английском языках, а так же прикреплен документ с пояснением по применению (Application note).

•••

Наши информационные каналы

О компании Ruimeng Technology

Компания Hangzhou Ruimeng Technology Co., Ltd. была основана в китайском городе Ханчжоу в 2008 году для разработки, организации производства и выпуска на рынок высокотехнологичных и высокоинтегрированных аналоговых и аналого-цифровых интегральных схем. (Обращаем внимание, что в соответствии с транскрипцией Палладия «RuiMeng» читается «ЖуйМэн»). В ассортименте компании: АЦП/ЦАП (для прецизионных измерений); AFE для медицинских и индустриальных применений (глюкометры, пульсоксиметры, УЗ ...читать далее

Товары
Наименование
MS9920T [Range 04] (RUIMENG)
 
MS9920T (RUIMENG)
 
MS9930T [Range 04] (RUIMENG)
 
MS9930T (RUIMENG)
 
MS9940T [Range 04] (RUIMENG)
 
MS9940T (RUIMENG)
 
Поиск по параметрам
Зарядные ИС для аккумуляторов