首页 / 行业
典型吸尘器/扫地机器人BMS拓扑
2022-01-12 15:57:00
近年来,无绳吸尘器和扫地机器人越来越普及,给人们的生活带来了极大的便利。而电池包作为吸尘器和扫地机器人的核心部件,不仅关系到产品的使用体验,同时也关系到用户的生命安全,因此需要格外地关注。
无绳吸尘器电池包目前市面上主要为7串电池组,有时也会为5串或6串。而扫地机器人的电池包,目前主流则为4串。根据不同的需求,可以将吸尘器/扫地机器人电池组的BMS拓扑分为三类:电量计型,模拟前端+MCU型,硬件保护型。下面分别对这三种BMS拓扑以及相应的TI产品进行介绍。
1.电量计型
如图1所示为电量计型BMS拓扑示意图。仅电量计单颗芯片,结合电流采样电阻,保护开关构成电池包。该方案的优点是使用单颗芯片即可实现电量计算,电池监控以及保护。
图1. 电量计型BMS拓扑
图1中采用的电量计为BQ40Z80。该电量计支持2-6s电池组,采用TI特有的阻抗跟踪算法,电量精度可达1%,并且能够对电池老化进行跟踪,在电池老化的情况下仍然能够保证高电量精度。BQ40Z80集成了过压,欠压,过流,短路,过温,欠温等20多种保护功能,可以对电池进行全方位的保护。而集成的高边驱动则可以保证即使在保护触发后,电量计仍然能够和主机进行通信。此外,BQ40Z80还集成了内部均衡电路,保证了不同电芯之间的电量均衡,延长了设备的整体续航时间,提升用户体验。
此外,对于4串的电池包,还可以使用BQ40Z50,支持2-4s,功能和BQ40Z80类似,感兴趣的读者可以在TI官网上查找完整的产品资料,本文不再赘述。
2. 模拟前端+MCU型
图2所示为模拟前端+MCU型BMS拓扑示意图。该拓扑与电量计型类似,只是将电量计替换为模拟前端和MCU。该拓扑和电量计型拓扑相比,该方案不再自带电量计算功能,但仍可通过MCU结合电压电流采样数据进行电量计算,电量精度取决于采样精度和电量算法。
图2. 模拟前端+AFE型BMS拓扑
图2中采用的模拟前端为BQ76942,支持3-10s应用。BQ76942同样集成了过压,欠压,过流,短路,过温,欠温等多种保护功能,可以对电池进行全方位的保护。集成的高边驱动则可以保证即使在保护触发后,仍然能够和主机进行通信。此外,BQ76942也集成了内部均衡电路,保证了不同电芯之间的电量均衡,延长了设备的整体续航时间。对于低边保护方案,推荐使用TI的BQ76930 (6-10s)和BQ76920 (3-5s),当然也可以和TI的高边驱动BQ76200搭配使用,实现高边保护。对于MCU,TI的430系列有丰富的产品,可以满足各种应用需求,因本文主要聚焦模拟产品,就不在此赘述。
3.硬件保护型
图3所示为硬件保护型BMS拓扑示意图。仅由保护IC,结合电流采样电阻,保护开关构成电池包。该方案的优点很明显: 简单,价格便宜。但缺点同样明显: a. 功能有限,仅支持保护功能,并且保护值不可配置,灵活性较差; b. 不具备电量计算功能,需要主机端额外具备电量计算能力。因此该拓扑更适合应用于低成本或者主机侧能力较强的场合。
图3. 硬件保护型BMS拓扑
图3中采用的保护IC为BQ77915,支持3-5s应用,对于5s及以上串数的应用,可以将若干BQ77915级联使用,最多可支持20s。BQ77915集成了过压,欠压,过流,短路,过温,欠温等多种保护。过流保护延时是可配置的。并且BQ77915也集成了内部电池均衡电路,可保证不同电芯之间的电量均衡,延长了设备的整体续航时间。
若实际应用不需要电池均衡,则可以选择性价比更高的BQ77905。
上述两款保护IC,TI均提供了不同配置的型号供客户选择,若现有型号仍然不能满足实际应用的需求,可联系对应的销售团队进行定制满足要求的产品。
另外,某些产品会对保护提出更高的要求,需要具备二段保护,来进一步提高电池包的防护等级。对于有二段保护需求的用户,推荐使用TI的BQ7718系列产品,和BQ77915一样,TI提供了多种配置供用户选择,并且若产品列表里没有合适的型号,同样可以联系对应的销售团队进行定制。
作者:Li, Jayden
最新内容
手机 |
相关内容
DigiKey 推出《超越医疗科技》视频
DigiKey 推出《超越医疗科技》视频系列的第一季,推出,医疗科技,健康,需求,产品,诊断,全球供应品类丰富、发货快速的现货技术元器件新一代8通道脑电采集芯片研制成功,
新一代8通道脑电采集芯片研制成功,铠侠与西部数据已中止合并谈判,合并,芯片,脑电,新一代,通道,产品,近日,一项重要的科技突破在全球范台积电1.4nm,有了新进展
台积电1.4nm,有了新进展,台积电,行业,需求,竞争力,支持,芯片,近日,台积电(TSMC)宣布将探索1.4纳米技术,这是一项令人振奋的举措,将有望为ESTC15W芯片A/D、D/A转换的简单使用
STC15W芯片A/D、D/A转换的简单使用,简单使用,转换,芯片,模拟,输入,输出,STC15W系列芯片是一种高性能的单片机芯片,具有丰富的外设资浅析动力电池熔断器的基础知识及选
浅析动力电池熔断器的基础知识及选型,动力电池,时切,系统安全,作用,产品,系统,BA4558F-E2动力电池熔断器是用于保护动力电池系统安苹果发布M3系列新款MacBook Pro/iM
苹果发布M3系列新款MacBook Pro/iMac:业界首批PC 3nm芯片,新款,芯片,业界,核心,用户,性能,近日,苹果公司发布了M3系列新款MacBook Pro小到一个分子!研究人员开发一种微小
小到一个分子!研究人员开发一种微小的压电电阻器,优化,位置,结构,用于,传感器,压电效应,近年来,随着电子技术的快速发展,对微小尺寸电平头哥首颗SSD主控芯片镇岳510问世
平头哥首颗SSD主控芯片镇岳510问世,将率先在阿里云数据中心部署,数据中心,芯片,平头,需求,可靠性,稳定性,近日,平头哥首颗SSD主控芯片