Recycle TI Battery Management Evaluation Board: Batterieladegerät, Batteriestandsanzeige
Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.ist Chinas führender Dienstleister für das Recycling elektronischer Komponenten und auf das hochwertige Recycling verschiedener elektronischer Komponenten spezialisiert. Mit fast 30 Jahren Branchenerfahrung hat das Unternehmen ein globales Recyclingnetzwerk und ein professionelles Bewertungssystem aufgebaut und bietet seinen Kunden effiziente, sichere und konforme Bestandsverwaltungslösungen.
Vorteile des Recyclings
Hochwertiges Recycling: Mithilfe unseres globalen Beschaffungsnetzwerks und unserer Marktkenntnisse bieten wir die wettbewerbsfähigsten Recyclingpreise, um unseren Kunden dabei zu helfen, ihren Cashflow zu maximieren.
Schnelle Liquidation: Standardisierte Bewertungsprozesse und umfassende Kapitalunterstützung stellen sicher, dass Kunden Transaktionen innerhalb kürzester Zeit abschließen und Bargeld erhalten.
Compliance-gesteuerter Betrieb: Wir recyceln ausschließlich Komponenten, die von autorisierten Händlern, Händlern und Endverbraucherfabriken stammen, und stellen so sicher, dass alle Transaktionen rechtskonform sind.
I. Batterieladegerät-Evaluierungsplatine
Kernfunktionalität und Designphilosophie
Das TI Battery Charger Evaluation Board simuliert reale Batterieladeszenarien, um die Ladeeffizienz, Genauigkeit, Schutzfunktionen und Kompatibilität von Ladegerät-ICs zu validieren und Leistungsbenchmarks für das Moduldesign in der Massenproduktion bereitzustellen. Seine Designphilosophie konzentriert sich auf „Effizienz, Sicherheit und Flexibilität“, wobei die Ladegeschwindigkeit mit der Batterielebensdauer in Einklang gebracht wird und gleichzeitig mehrere Ladeprotokolle und -modi unterstützt werden, um unterschiedlichen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.
Das Ladegerät-Evaluierungsboard basiert im Wesentlichen auf Ladegerät-ICs von TI (z. B. der BQ-Serie), gepaart mit peripheren Stromkreisen, Abtastkreisen, Schutzkreisen und Schnittstellenkreisen, um die Ladearchitektur tatsächlicher Produkte zu simulieren. Es kann für Ladetests direkt an eine Batterie angeschlossen oder zur Erfassung von Daten wie Spannung, Strom und Temperatur während des Ladevorgangs über Testpunkte verwendet werden, was eine Analyse der Betriebseigenschaften des Ladegerät-ICs ermöglicht.
Repräsentative Modelle und Kernfunktionen
Die Evaluierungsplatinen für Ladegeräte von TI umfassen zwei Haupttypen: lineare Ladegeräte und Schaltladegeräte, die unterschiedliche Leistungsstufen und Anwendungsszenarien abdecken. Nachfolgend sind zwei der repräsentativsten Modelle und ihre Funktionsaufschlüsselung aufgeführt, die gängige Anwendungen wie Unterhaltungselektronik und Industrieausrüstung abdecken:
BQ25186EVM: Evaluierungsplatine für lineare Ladegeräte mit geringem Stromverbrauch
Das BQ25186EVM ist ein Evaluierungsmodul, das speziell für den Ladegerät-IC BQ25186 entwickelt wurde. Bei diesem IC handelt es sich um ein I²C-gesteuertes lineares 1-A-Batterieladegerät, das in einem kompakten QFN-Gehäuse mit Wärmeleitpad untergebracht ist. Es integriert die am häufigsten benötigten Funktionen für Industrie- und Privatelektronikanwendungen und ist damit die ideale Wahl für stromsparende Ladelösungen in der Unterhaltungselektronik.
Zu den Kernfunktionen gehören: Unterstützung für lineares Laden mit 1 A mit konfigurierbarer Spannungsgenauigkeit von 0,5 % und einem Abschlussstrom von nur 0,5 mA, um Ladepräzision sicherzustellen; Integrierte programmierbare thermische Ladekurve mit konfigurierbaren Temperaturschwellenwerten für heiß, warm, kühl und kalt für sicheres Laden in unterschiedlichen Umgebungen; Die Fähigkeit zur Energiepfadverwaltung ermöglicht die gleichzeitige Stromversorgung des Systems und das Laden des Akkus und verbessert so die Stabilität der Systemstromversorgung. Unterstützt den 15-nA-Abschaltmodus zur Maximierung der Batterielebensdauer in Leerlaufzeiten, gepaart mit One-Touch-Wake-up- und Reset-Eingabefunktionen, mit einstellbaren Timern; Nutzt die I²C-Kommunikationssteuerung zur bequemen Parameterkonfiguration und Statusüberwachung; Verfügt über dedizierte Eingangspins für Power Good (PG) und Charge Enable (CE), um das Design von Peripherieschaltungen zu vereinfachen.
Zu den Hauptanwendungen gehören TWS-Ohrhörer und Ladeetuis, Datenbrillen (AR/VR), Smartwatches und andere Wearables sowie energieeffiziente Industrieszenarien wie Einzelhandelsautomatisierung und Gebäudeautomation. Das Evaluierungsboard wird mit einem umfassenden Benutzerhandbuch geliefert, das PCB-Layout, Schaltpläne, Stücklisten (BOM) und Testverfahren für schnelles Prototyping enthält.
BQ25798EVM: Evaluierungsplatine für Hochleistungs-Abwärts-/Aufwärts-Ladegeräte mit Schaltmodus
Das BQ25798EVM evaluiert den Ladegerät-IC BQ25798, einen integrierten Buck/Boost-Batterielademanager mit Schaltmodus in einem HOTROD-Gehäuse (QFN). Es unterstützt 1–4 in Reihe geschaltete Li-Ionen- und Li-Polymer-Zellen und ist damit eine optimale Lösung für Anwendungen mit mittlerer bis hoher Leistung, insbesondere solche, die eine bidirektionale Stromversorgung erfordern.
Zu den Hauptmerkmalen gehören: Unterstützt hocheffizientes 5-A-Schaltmodus-Buck/Boost-Laden mit einem Eingangsspannungsbereich von 3,6 V bis 24 V. Die Schaltfrequenz ist zwischen 750 kHz und 1500 kHz programmierbar, um die Ladeeffizienz und die Platinengröße auszugleichen. Verfügt über Maximum Power Point Tracking (MPPT) für hochohmige Quellen wie Sonnenkollektoren und verbessert so die Energienutzung. Unterstützt eine serielle I²C-Schnittstelle zur flexiblen Konfiguration von Ladeparametern und Systemeinstellungen und ermöglicht so einen nahtlosen Wechsel zwischen Lade- und USB-OTG-Modus; In Verbindung mit der EV2400- oder USB2ANY-Schnittstelle und dem integrierten ADC ermöglicht es die Echtzeitüberwachung des Ladegerätstatus, Fehlerinformationen und Spannungs-/Stromdaten; Die integrierte USB-Eingangsadapterschnittstelle ermöglicht die Einstellung standardmäßiger Eingangsstromgrenzen über D+/D--Kommunikation. Enthält Testpunkte, Messwiderstände und Jumper zur Messung der hochpräzisen Spannungs- und Stromregelungsleistung. Der integrierte bidirektional blockierende NFET unterstützt die per Jumper wählbare Dual-Eingangsquellenauswahl für mehr Anwendungsflexibilität.
Geeignet für Geräte mittlerer bis hoher Leistung, einschließlich Laptops, Tablets, tragbare medizinische Geräte, industrielle Handheld-Terminals und solarbetriebene Geräte. Das Evaluierungsboard enthält nicht den für den Betrieb erforderlichen EV2400 oder USB2ANY; diese müssen separat konfiguriert werden. Zur Unterstützung der Leistungsüberprüfung in komplexen Szenarien werden detaillierte Benutzerhandbücher und technische Dokumentation bereitgestellt.
Wichtige Testmetriken und Bewertungsprozess
Konzentrieren Sie sich beim Testen mit Ladegerät-Evaluierungsplatinen von TI auf die folgenden kritischen Kennzahlen, um sicherzustellen, dass der Ladegerät-IC die Anwendungsanforderungen erfüllt: Ladeeffizienz (Umwandlungseffizienz bei unterschiedlichen Lasten und Eingangsspannungen), Ladegenauigkeit (Toleranzbereiche für Ladespannung und Abschlussstrom), thermische Leistung (Temperaturänderungen im IC und in der Evaluierungsplatine während des Ladevorgangs zur Validierung des thermischen Designs), Schutzfunktionen (Reaktionsgeschwindigkeit und Wirksamkeit des Überspannungs-, Überstrom-, Übertemperatur- und Kurzschlussschutzes), Leistung des Energiepfadmanagements (Stabilität bei gleichzeitiger Stromversorgung und Ladung) und Low-Power-Eigenschaften (Stromverbrauch im Shutdown- und Standby-Modus). .
Der Standard-Evaluierungsprozess besteht aus drei Schritten: Zuerst richten Sie die Testumgebung ein, indem Sie das Evaluierungsboard an die Stromversorgung, die Batterie, die Testinstrumente (Multimeter, Oszilloskop) und den Computer anschließen. Installieren Sie die BQ Studio-Software und stellen Sie die Kommunikation mit dem Evaluierungsboard her. Zweitens konfigurieren Sie Parameter über die Software, um Lademodus, Ladespannung, Ladestrom, Temperaturschwellen usw. individuell auf die Spezifikationen der Testbatterie einzustellen. Abschließend den Ladetest einleiten, alle Daten während des Ladevorgangs in Echtzeit überwachen, Ladekurve, Effizienzdaten und Schutzfunktions-Auslöseereignisse aufzeichnen, die Leistungsbewertung abschließen und Parameter optimieren.
II. Evaluierungsplatine für den Batterieladezustandsmonitor (SOC).
Kernfunktionalität und Designphilosophie
Die Hauptfunktion des Batterie-SOC-Monitor-Evaluierungsboards besteht darin, die Genauigkeit des SOC-Monitor-ICs bei der Erkennung von Parametern wie der verbleibenden Batterieladung (SOC), der verbleibenden Kapazität, dem Gesundheitszustand (SOH) und der Anzahl der Lade-/Entladezyklen zu validieren. Dies bietet eine Grundlage für die Entwicklung von Modulen zur Überwachung des Batterieladezustands. Seine Designphilosophie konzentriert sich auf „Präzision, Zuverlässigkeit und Kompatibilität“. Mithilfe der patentierten Energiemessalgorithmen von TI werden die Auswirkungen von Faktoren wie Temperatur, Lade-/Entladeraten und Batteriealterung auf die Messgenauigkeit gemildert, sodass Benutzer den Batteriestatus genau überwachen können.
Ähnlich wie Evaluierungsplatinen für Ladegeräte basiert die Evaluierungsplatine für Batteriemessgeräte auf dem Batteriemessgerät-IC von TI, gepaart mit Abtastwiderständen, Kommunikationsschnittstellen, Anzeigemodulen (bei einigen Modellen) und Hilfsschaltkreisen. Es kann direkt mit Batterien verbunden werden, um Spannungs-, Strom- und Temperaturdaten in Echtzeit zu erfassen. Durch algorithmische Berechnungen werden Schlüsselparameter wie SOC und SOH abgeleitet und die Ergebnisse über Software- oder Hardwareschnittstellen für bequeme Tests und Verifizierungen ausgegeben. Die Battery Management Studio (BQ Studio)-Software von TI ermöglicht eine umfassende Kontrolle über den Batterieüberwachungs-IC, einschließlich Registerzugriff, Datenauslesung, Parameterkonfiguration und zyklischer Datenprotokollierung.
Typische Modelle und Kernfunktionen
Die Evaluierungsplatinen für Batteriemessgeräte von TI decken Einzelzellen- und Mehrzellenkonfigurationen ab und unterstützen verschiedene Batterietypen, darunter Lithium-Ionen-Batterien, Lithium-Polymer-Batterien, Lithium-Eisenphosphat-Batterien und Nickel-Metallhydrid-Batterien. Kernmodelle werden in Basismodelle (mit Schwerpunkt auf präziser Messung) und integrierte Modelle (mit Schutzfunktionen) kategorisiert. Nachfolgend finden Sie Analysen zweier typischer Modelle:
BQ28Z620EVM-071: Evaluierungsplatine für Mehrzellen-Batteriemessgeräte mit integriertem Schutz
Das BQ28Z620EVM-071 ist ein vollständiges Evaluierungssystem für Batteriemanagementsysteme (BMS), bestehend aus BQ28Z620 und BQ294502. Der BQ28Z620 ist ein Batterie-Ladezustandswächter mit integriertem Schutz, geeignet für 1-2-Zellen-Reihenpacks. Es unterstützt 1,2 VI/O und ist eine optimale Lösung für die Messung mehrzelliger Batterien in kleinen Geräten.
Zu den Kernfunktionen gehören: Hochpräzise Energiemessung mit Impedance Track™-Technologie für genaue SOC- und SOH-Messung; Reduzierung des Coulomb-Zähler-Offsets um 52 % auf einen typischen Wert von nur 4,8 µV, wodurch die Messgenauigkeit verbessert wird; Extrem niedriger Stromverbrauch von bis zu 300 µA (typisch) mit überlegener Energieeffizienz im Vergleich zu ähnlichen Mehrzellen-Energiemessgeräten; Extrem niedrige Strommesswiderstandswerte von 0,5 mΩ bis 3 mΩ minimieren die Verlustleistung; Unterstützt Eingangsspannungen von nur 2,2 V und ist damit auch für zukünftige Zellchemien und Anforderungen an extrem niedrige Systemspannungen geeignet. Umfassende integrierte Schutzmaßnahmen gegen Überladung, Tiefentladung, Kurzschluss und Überstrom in Einzelzellen- oder Doppelzellen-Serien-Akkupacks; Über die EV2400-Schnittstellenkarte und die BQ Studio-Software können Benutzer die BQ28Z620-Datenregister lesen, den Chipsatz für verschiedene Akkupack-Konfigurationen programmieren, Zyklusdaten zur weiteren Auswertung protokollieren und die Gesamtfunktionalität der Lösung unter verschiedenen Lade-/Entladebedingungen über das I²C-Kommunikationsprotokoll bewerten.
Geeignete Anwendungen umfassen Produkte, die 1–2 in Reihe geschaltete Zellen nutzen, wie etwa kleine tragbare Geräte, Wearables und kompakte Industriesensoren. Das Evaluierungsboard kostet 55 US-Dollar und enthält technische Dokumentation wie Benutzerhandbücher und Konformitätserklärungen, um schnelle Tests zu ermöglichen.
BQ34Z100EVM: Evaluierungsmodul für Batteriemonitore mit großer Reichweite und mehreren Chemikalien
Das BQ34Z100EVM ist ein Evaluierungsmodul, das speziell für den Batteriemonitor BQ34Z100 mit großer Reichweite entwickelt wurde. In Kombination mit dem USB-Adapter EV2300 und der Windows-basierten PC-Software bildet es ein vollständiges Evaluierungssystem, das Batterien unterschiedlicher Chemie unterstützt, darunter Lithium-Ionen, Nickel-Metallhydrid (NiMH) und Nickel-Cadmium (NiCd), und eine breite Kompatibilität bietet.
Zu den Kernfunktionen gehören: Unterstützt die Energiemessung für Einzelzellen- oder Mehrzellen-Akkupacks, kompatibel mit verschiedenen Batterietypen, einschließlich Li-Ion, Li-Polymer, LiFePO4, NiMH und NiCd. Bei NiMH- und NiCd-Akkus muss die Mindestanzahl der in Reihe geschalteten Zellen sicherstellen, dass die Akkuspannung über 3,3 V bleibt. Die weitreichende Messfähigkeit ermöglicht die Anpassung an Batterien unterschiedlicher Kapazitäten und Entladeraten mit hoher Genauigkeit und minimaler Beeinflussung durch Temperatur- und Alterungsfaktoren. Über den EV2300-Schnittstellenadapter und die zugehörige Software werden Vorgänge wie das Lesen von Datenregistern, die Chipprogrammierung, die zyklische Datenprotokollierung und die Bewertung der Lade-/Entladeleistung ermöglicht. Komplett integrierte Peripheriekomponenten ermöglichen eine direkte Batterieprüfung ohne zusätzliche Geräte und vereinfachen so den Testprozess; Unterstützt die Vorhersage der Batteriekapazität und optimiert die Genauigkeit der SOC-Berechnung basierend auf historischen Lade-/Entladedaten, um das Benutzererlebnis zu verbessern.
Geeignet für tragbare Elektronikgeräte, Elektrowerkzeuge, kleine Energiespeichergeräte und andere Produkte, die unterschiedliche Batteriechemien nutzen. Das beigefügte Benutzerhandbuch enthält Einzelheiten zum Inhalt des Kits, Leistungsspezifikationen, Schnellstartverfahren und Testmethoden, um eine schnelle Einführung durch Forschungs- und Entwicklungspersonal zu erleichtern.
Wichtige Testmetriken und Bewertungsprozess
Die wichtigsten Bewertungsmetriken für das Bewertungsgremium für Batteriemessgeräte konzentrieren sich auf die „Messgenauigkeit“ und umfassen in erster Linie: SOC-Messgenauigkeit (Fehlerbereich bei vollem, halbem und niedrigem Ladezustand; idealer Fehler ≤ 2 %), SOH-Erkennungsgenauigkeit (genaue Bewertung der Batterieverschlechterung), Lade-/Entladezyklusstabilität (Messgenauigkeitsschwankung nach wiederholten Zyklen), Temperaturanpassungsfähigkeit (Messgenauigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen) und Stromabtastgenauigkeit (ein zentraler Faktor, der die SOC-Berechnung beeinflusst). Darüber hinaus müssen die Kommunikationsstabilität, die Energiespareigenschaften und die Wirksamkeit der Schutzfunktionen (für integrierte Typen) des Batteriemessgerät-ICs bewertet werden.
Der standardmäßige Evaluierungsprozess spiegelt den für Evaluierungsplatinen für Ladegeräte wider: Richten Sie zunächst die Testumgebung ein, indem Sie Evaluierungsplatine, Akku, Testinstrumente und Computer anschließen. Installieren Sie die BQ Studio-Software und stellen Sie die Kommunikation her. Führen Sie als Nächstes eine Batteriekalibrierung durch, indem Sie Lade-/Entladezyklen durchführen, um Parameter wie Batteriekapazität und Innenwiderstand zu kalibrieren und so die Messgenauigkeit sicherzustellen. Anschließend führen Sie Lade-/Entladetests durch, um reale Nutzungsszenarien (unterschiedliche Entladeraten und Temperaturen) zu simulieren. Dabei werden Parameter wie SOC und SOH in Echtzeit aufgezeichnet und die tatsächliche Batteriekapazität mit der gemessenen Kapazität verglichen, um Abweichungen zu erkennen. Analysieren Sie abschließend die Testdaten, um die Messgeräteparameter zu optimieren und sicherzustellen, dass sie den Anwendungsanforderungen entsprechen. TI bietet außerdem einen Messparameter-Rechner an, der Designer dabei unterstützt, CEDV-Koeffizienten zu erhalten, die an bestimmte Batteriechemien angepasst sind, und so die Messgenauigkeit zu verbessern.
III. Synergistischer Betrieb und Anwendungswert von Evaluierungsplatinen für Ladegeräte und Batterieanzeigen
Synergieprinzip
In praktischen Batteriemanagementsystemen sind Batterieladegerät und Messgerät Kernkomponenten, die zusammenarbeiten. Die Evaluierungsplatinen von TI unterstützen das gemeinsame Testen von beidem: Das Ladegerät passt die Ladeparameter basierend auf dem Batteriezustand (SOC, Temperatur) an, um ein effizientes und sicheres Laden zu erreichen; Der Batteriemonitor verfolgt kontinuierlich Spannungs-, Strom- und Temperaturdaten, berechnet SOC und SOH und überträgt diese Informationen an das Ladegerät. Das Ladegerät wechselt dann den Lademodus (Konstantstrom/Konstantspannung) und passt die Strom-/Spannungsniveaus basierend auf diesen Messwerten an. Wenn der Ladezustand 100 % erreicht oder abnormale Bedingungen erkannt werden, stoppt das Ladegerät den Ladevorgang sofort, um Schäden an der Batterie zu verhindern.
Durch die integrierten Tests des TI-Evaluierungsboards können die Kommunikationsstabilität, die Parameterkompatibilität und die Effizienz der Zusammenarbeit zwischen den beiden Komponenten überprüft werden. Beispiel: Kann der Batteriewächter, wenn er eine zu hohe Batterietemperatur erkennt, diese Informationen umgehend an das Ladegerät weiterleiten, seinen Übertemperaturschutz auslösen und den Ladevorgang stoppen? Wenn der SOC einen festgelegten Schwellenwert erreicht, kann das Ladegerät den Lademodus präzise umschalten oder den Ladevorgang stoppen, um die Ladesicherheit und die Langlebigkeit der Batterie zu gewährleisten? Diese Verriegelungstests identifizieren proaktiv Kompatibilitätsprobleme in Designs und reduzieren so das Risiko einer Massenproduktion.
Kernanwendungswert
Der Kernwert des Evaluierungsboards für Batterieladegeräte und Batteriemonitore von TI liegt in der „Beschleunigung von Forschung und Entwicklung, der Reduzierung von Risiken und der Optimierung der Leistung“, was sich in drei Schlüsselaspekten manifestiert:
Erstens: Verkürzung des F&E-Zyklus. Das Evaluierungsboard bietet eine gebrauchsfertige Hardwareplattform und unterstützende Software, sodass Entwickler keine Testschaltungen von Grund auf neu erstellen müssen. Dies ermöglicht eine schnelle Überprüfung der IC-Leistung von Ladegeräten und Batteriemessgeräten, ein schnelles Screening geeigneter Komponenten und eine Reduzierung iterativer Hardware-Design-, Prototyping- und Testzyklen. Es verkürzt den BMS-Entwicklungszyklus um 30–50 %.
Zweitens reduziert es Entwicklungsrisiken. Das Evaluierungsboard verfügt über umfassende Schutzschaltungen und Kalibrierungsmechanismen, um Leistungsmängel und Designschwachstellen von Geräten – wie z. B. unzureichende Effizienz des Ladegeräts oder übermäßige Messfehler des Messgeräts – präzise zu identifizieren und so eine frühzeitige Problemerkennung und -lösung zu ermöglichen, um Ausfälle in der Massenproduktion zu verhindern. Darüber hinaus helfen die Referenzdesigns und die technische Dokumentation von TI Entwicklern, häufige Design-Fallstricke zu vermeiden und die Produktzuverlässigkeit zu verbessern.
Drittens optimiert es die Produktleistung. Präzise Tests über das Evaluierungsboard ermöglichen die Optimierung von Ladeparametern und Energiemessalgorithmen, wodurch die Ladeeffizienz verbessert, die Batterielebensdauer verlängert und die Genauigkeit der SOC-Messung verbessert wird. Dies verleiht dem Endprodukt eine stärkere Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt. Beispielsweise verhindert die Optimierung der Wärmemanagementparameter des Ladegeräts eine Überhitzung des Geräts während des Ladevorgangs, während die Kalibrierung des Energieberechnungsalgorithmus Messfehler bei niedrigem Batteriestand eliminiert und so das Benutzererlebnis verbessert.
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