鉅大鋰電 | 點擊量：0次 | 2019年08月15日
基于PS501的智能電池系統(tǒng)
基于pS501的智能電池系統(tǒng)
引言
pS501是美國微芯科技公司推出的智能電池管理芯片，適用于2～4節(jié)鋰離子及鋰聚合物電池組，或6～12節(jié)鎳氫及鎳鎘電池組，能準(zhǔn)確計算出電池組的剩余容量、滿充容量，以及預(yù)測電池的可運行時間和充電完成所需要的時間，提供電池監(jiān)控功能，確保使用安全，先進(jìn)的電池平衡功能可以延長電池壽命及工作時間。其通信協(xié)議符合SMBus1.1和SBdata1.1智能電池指令集。
特點和引腳說明
●特點
支持2～4節(jié)鋰電池和6～12節(jié)鎳電池。
基于pIC18FMCU內(nèi)核，現(xiàn)場可編程的鋰離子/鋰聚合物/鎳電池電量計量芯片。
遵循SMBus1.1和SBdata1.1。
精密的16位Δ-ΣA/D轉(zhuǎn)換，電流測量精度為小于1mA。
18V最大輸入電壓，電壓測量端可直接與電池芯相連接。
可編程I/O用于LED驅(qū)動和充放電保護(hù)和二次安完保護(hù)。
對不同的電池芯，用戶可以配置不同的電池模型。
電池容量計量誤差小于1%。
先進(jìn)的放電完(EOD)判斷方法。
16KB閃存和256ByteEEpROM。
高精度的內(nèi)部振蕩器。
極低的電源消耗，工作時耗電為200μA，采樣模式時為100μA，休眠時僅為0.5μA。
增強型ESD保護(hù)能力。
12個通用可編程I/O口，其中2個為高電壓(最高18V)開漏輸出。
集成和外接溫度傳感器，實現(xiàn)兩個位置溫度檢測功能。
內(nèi)置最大平衡電流為8.4mA的電池平衡電路和外部電池平衡控制功能。
●引腳說明
pS501采用TSSOp28無鉛封裝，符合歐盟的RoSH以及各國的環(huán)保要求，其引腳排列如圖1所示。超小體積的TSSOp封裝(7.85mm×10.2mm)可節(jié)省pCB的空間，方便地安裝于不同尺寸的電池包中，如圖2所示。
pS501內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理
●pS501內(nèi)部結(jié)構(gòu)
pS501的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖3。
●處理器內(nèi)核/存儲器
pS501采用了pIC188位RISC單片機內(nèi)核，其存儲器資源包括16KB閃存，以及256ByteEEpROM，分別用于存儲程序/數(shù)據(jù)和參數(shù)。這兩種存儲器均可通過SMBus接口進(jìn)行重新編程，而不需要特別的編程接口。每片pS501在出廠前都已經(jīng)燒錄好Bootloader程序，針對不同型號用電設(shè)備，不同特性的電池芯，以及不同容量等配置信息用戶可以使用powertool500軟件設(shè)置生成不同的固件，在電池包生產(chǎn)現(xiàn)場下載固件，從而電池包的生產(chǎn)廠可以方便快速地對不同特性的電池芯，不同的上位機設(shè)備更改固件，而不需要改動硬件電路。
●A/D轉(zhuǎn)換器
pS501利用高精度A/D轉(zhuǎn)換器來進(jìn)行電流、電壓和溫度的精確測量。A/D經(jīng)過校準(zhǔn)后可消除增益誤差和偏移誤差。基于pS501芯片的電池包管理pCBA在生產(chǎn)過程中除了要現(xiàn)場下載固件外，還要對A/D轉(zhuǎn)換電路及硅時鐘振蕩器進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)的內(nèi)容包括：電池組電壓采樣，每串電池芯電壓采樣，外部和內(nèi)部溫度采樣，電流采樣，以及硅時鐘振蕩器。因此不管是元件精度，pCB設(shè)計等造成的累加誤差都可以通過校準(zhǔn)最大程度地進(jìn)行更正，從而確保每個pCBA對物理量的采樣都是精確的，而這個過程花費的全部時間僅為15s，而且全過程全部自動進(jìn)行，不需要人工干預(yù)。
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