BQ7718 का उपयोग करके श्रृंखला 2S, 5S Li-Ion सेल चार्जर

इस BQ7718 श्रृंखला 2S to 5S श्रृंखला Li-Ion सेल चार्जर को ली-आयन कोशिकाओं में से प्रत्येक के वोल्टेज की निगरानी स्वतंत्र रूप से सेट किए गए आंतरिक स्तर के संदर्भ के साथ किया गया है।

जैसे ही सेल वोल्टेज में से कोई भी संदर्भ स्तर से ऊपर जाता है, यह एक आंतरिक देरी टाइमर को ट्रिगर करता है। यह देरी टाइमर कुछ सेकंड के लिए प्रतीक्षा करता है और फिर बाद में आईसी के आउटपुट पिन को चालू करता है।

IC का आउटपुट इनपुट सप्लाई को शंट करता है ताकि सेल की ओवर-वोल्टेज स्थिति जल्दी से प्रतिबंधित हो जाए।

निम्नलिखित चित्र 5S या 5 श्रृंखला Li-Ion सेल पैक का उपयोग करके मूल विन्यास को दर्शाता है:

आपूर्ति इनपुट सौर पैनल नियंत्रक से हो सकता है।

जैसे ही सीरीज़ सेल में से कोई भी ओवर वोल्टेज की स्थिति में पहुंचता है, पहले देरी टाइमर सक्रिय हो जाता है, और थोड़ी देर इंतजार करता है, और फिर अंततः आपूर्ति बंद करने के लिए OUT पिन चालू हो जाता है।

बार-बार OUTPUT ON / OFF स्विच करने से अन्य सेल चार्जिंग प्रक्रिया को जारी रखने की अनुमति देते हैं, और साथ ही चार्जिंग से पूरी तरह से चार्ज श्रृंखला कोशिकाओं को भी बनाए रखते हैं।

सीरीज ली-आयन बैटरियों का ओवर-वोल्टेज संरक्षण

रिचार्जेबल बैटरी आमतौर पर विद्युत शक्ति के भंडारण के लिए और मांग के अनुसार उस शक्ति का उपयोग करने के लिए उपयोग की जाती है।

बैटरी संचालित प्रणालियों में मुख्य चुनौतियां ओवरवॉल्टेज और बैटरी की ओवरहीटिंग हैं।

ली-आयन बैटरी इलेक्ट्रॉनिक उद्योग के लिए एक व्यवहार्य उम्मीदवार बन जाती है और निकल-आधारित रिचार्जेबल बैटरी की जगह लेती है।

पिछले कुछ वर्षों में इलेक्ट्रिक स्कूटर, ई-बाइक, ड्रोन और इलेक्ट्रिक वाहन (EV) में व्यापक उपयोग के कारण लिथियम-आयन रिचार्जेबल बैटरी ने लोकप्रियता हासिल की है।

ली-आयन बैटरी की आकर्षक और अनूठी विशेषताएं हैं:

• उच्च ऊर्जा घनत्व
• हाई आउटपुट पावर
• उच्च सेल वोल्टेज (निकल बैटरी की तुलना में)
• स्व-निर्वहन की कम दर (निकल प्रौद्योगिकी की तुलना में 1: 4)

निकल बैटरी पर लाभ की संख्या होने के बावजूद, ली-आयन बैटरी कम सहनशील हैं, और ओवरचार्जिंग उनके जीवन चक्र को कम करती है।

ओवरवॉल्टेज और ओवरचार्जिंग से ओवरहीटिंग, उच्च आंतरिक प्रतिरोध, कम ऊर्जा भंडारण या विस्फोट हो सकता है।

अधिकतम लाभ प्राप्त करने के लिए और ली-आयन बैटरी के जीवन चक्र को बढ़ाने के लिए ओवरचार्जिंग के मुद्दे को संबोधित किया जाना चाहिए।

बैटरियों की सुरक्षा और संरक्षण के लिए प्रोटेक्शन सर्किट को ठीक से डिज़ाइन किया जाना चाहिए और बैटरी के साथ एकीकृत सिस्टम होना चाहिए।

बैटरी सिस्टम के लंबे जीवन के लिए अधिभार और शॉर्ट सर्किट संरक्षण भी एक महत्वपूर्ण कारक है।

प्रमुख विशेषताऐं:

उपर्युक्त सभी चुनौतियों से निपटने के लिए, विशेषज्ञों ने BQ7718 IC आधारित श्रृंखला Li-Ion सेल प्रोटेक्शन सर्किट की सिफारिश की है।

BQ7718 उत्पाद रेंज न केवल बैटरी चार्जिंग सिस्टम में ओवरवॉल्टेज की निगरानी करते हैं, बल्कि बैटरी पैक को ओवरवॉल्टेज से भी बचाते हैं।

चूंकि बैटरी पैक में एक श्रृंखला या कोशिकाओं की संख्या होती है, इसलिए BQ7718xy सर्किट द्वारा प्रत्येक सेल की सुरक्षा सुनिश्चित की गई है।

BQ7718 के आवेदन में 2-श्रृंखला से 5 श्रृंखला सेल ली-आयन बैटरी की निगरानी और नियंत्रण करने का लचीलापन है।

बैटरी कोशिकाओं की त्वरित सुरक्षा के लिए आंतरिक विलंब टाइमर के साथ अधिभार और शॉर्ट सर्किट सुरक्षा भी प्रदान की जाती है।

BQ7718 ग्राहक परीक्षण मॉड्यूल प्रदान करता है और ओवर वोल्टेज के खिलाफ सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए प्रत्येक सेल की स्वतंत्र निगरानी करने में सक्षम बनाता है।

ग्राहक परीक्षण मोड में बैटरी पैक को एकीकृत करते समय ओवरवॉल्टेज टाइमर पैरामीटर की जांच और सत्यापन के लिए परीक्षण समय कम किया जा सकता है।

देरी मोड टाइमर के परीक्षण मोड और विन्यास को सक्षम करने के लिए कृपया डेटा शीट देखें।

इसका आकार छोटा है (QFN 3 मिमी x 4 मिमी, एमएसओपी 3 मिमी x 5 मिमी) और किफायती काफी आसानी से बैटरी पैक में शामिल किया जा सकता है।

इसके अलावा, BQ7718 का ऑपरेटिंग वोल्टेज और वर्तमान खपत बहुत कम है (कम बिजली की खपत ICC µ 1 canA) कि यह किसी भी अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए Li-Ion बैटरी के अंतर्निहित स्व-निर्वहन दर से कम हो सकता है।

ओवरचार्ज थ्रेशोल्ड भी तय किया गया है जो पूर्ण चार्ज की अनुमति देता है और ओवरचार्जिंग को रोकता है। इसमें ± 10 mV की उच्च सटीकता के साथ ओवरवॉल्टेज सुरक्षा है।

ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन थ्रेशोल्ड की सीमा को बैटरी पैक की सर्किट आवश्यकता के आधार पर कैटलॉग (4.200 से 4.300 वोल्ट तक) से चुना जा सकता है।

यदि चयनित थ्रेशोल्ड बहुत अधिक है, तो बैटरी क्षतिग्रस्त हो सकती है, इसलिए सर्किट की आवश्यकता के अनुसार थ्रेसहोल्ड का चयन करें।

निर्माता के अनुसार, यह नोट करना भी महत्वपूर्ण है कि प्रति सेल लीकेज करंट का इनपुट 100 nA से कम है।

प्रत्येक सेल में चार्ज इक्वलाइजेशन ऊर्जा की अधिकतम मात्रा को स्टोर करने के लिए अनिवार्य है, प्रत्येक सेल को समान रूप से चार्ज किया जाना चाहिए।

विनिर्माण दोष या लगातार चार्जिंग के कारण प्रत्येक सेल के चार्जिंग में कोई असंतुलन, बैटरी के संचालन समय को कम कर सकता है।

जैसा कि हमने उल्लेख किया है, BQ7718xy में प्रत्येक सेल की स्वतंत्र रूप से निगरानी की जाती है, सेल असंतुलन चार्जिंग की समस्या को समाप्त किया जा सकता है।

प्रत्येक वोल्टेज के लिए BQ7718xy द्वारा वास्तविक वोल्टेज और संरक्षण संदर्भ वोल्टेज की निरंतर निगरानी की जाती है, कोशिकाओं के बीच असंतुलन या असमान चार्जिंग (कॉन्फ़िगर किए गए OV विलंब समय) का कोई भी पता लगाने के लिए एक टाइमर सर्किट सक्रिय होता है।

जब टाइमर सर्किट समाप्त हो जाता है, तो चार्ज स्थिति सक्रिय हो जाती है। सामान्य चार्जिंग मोड सक्रिय हो गया है जब वोल्टेज प्रीसेट मान से नीचे आते हैं।

निर्माता द्वारा यह सिफारिश की गई है कि प्रत्येक सेल के इनपुट वोल्टेज को समझने के लिए एक सेल रेसिस्टेंट और कैपेसिटर पूरे सेल में शोर के निस्पंदन और वोल्टेज की स्थिर निगरानी के लिए आवश्यक होना चाहिए।

BQ7718xy की कार्यात्मक तापमान -10 डिग्री सेल्सियस से 110 डिग्री सेल्सियस के बीच होती है, इन सीमाओं से अधिक उपकरणों को स्थायी रूप से नुकसान पहुंचा सकता है।

किसी भी हालत में अधिकतम सीमा तक एक्सपोज़र सिस्टम की कार्यक्षमता को बदल सकता है और विश्वसनीयता प्रभावित हो सकती है।

विश्वसनीयता की समस्या से बचने के लिए, यह अनुशंसा की जाती है कि उपकरणों को लंबी अवधि के लिए सबसे खराब या अधिकतम सीमा स्थितियों के संपर्क में नहीं लाया जाना चाहिए।

पिन कार्यक्षमता:

BQ7718xy DPJ और DGK (दोनों 8 पिन में) जैसे दो सामान्य कॉन्फ़िगरेशन पैकेज में उपलब्ध है जैसा कि नीचे चित्र में दिखाया गया है।

वीडीडी बिजली की आपूर्ति (30 वी अधिकतम, जबकि 25 वी की सिफारिश की गई है) जबकि वीएसएस संदर्भ ग्राउंड या नकारात्मक टर्मिनल है।

एक श्रृंखला रोकनेवाला को VDD के साथ जुड़ना चाहिए ताकि वर्तमान और संधारित्र शोर को फ़िल्टर करने के लिए VSS पिन से जुड़ा हो।

V1 से V5 पिन क्रमशः सेल 1 से सेल 5 में अर्थ इनपुट वोल्टेज के लिए उपयोग किया जाता है। ओवरवॉल्टेज (वोल्टेज रेंज -0.3 से 30) बैटरी पैक में फॉल्ट सिग्नल के लिए आउट पिन का उपयोग किया जाता है।

सर्किट विन्यास

ली-आयन बैटरी की 3,4 या 5 श्रृंखला कोशिकाओं की चार्जिंग सुरक्षा के लिए एक सरल दृष्टिकोण नीचे दिए गए आंकड़े में दिखाया गया है।

बैटरी पैक के लिए ओवरवॉल्टेज प्रोटेक्शन सर्किट के विकास के लिए निर्माता की सिफारिशों का पालन किया जाएगा।

डेटा शीट में बताई गई सीमाओं में कोई भी परिवर्तन सेल की वोल्टेज माप की सटीकता को प्रभावित कर सकता है। डिवाइस का कैलिब्रेशन वैल्यू = 1 k the का उपयोग करके किया गया है, अगर कैलिब्रेशन के लिए अन्य वैल्यू का उपयोग किया जाता है, तो डिवाइस की सटीकता को बदला जा सकता है।

BQ7718 के अनुप्रयोग सर्किट:

ओवरवॉल्टेज मॉनिटरिंग और प्रोटेक्शन के लिए इलेक्ट्रॉनिक सर्किट, आंतरिक विलंब टाइमर के साथ उच्च तापमान की स्थिति में चार्ज समीकरण BQ7718xy का उपयोग करके डिज़ाइन किया जा सकता है।

ली-आयन बैटरी पैक के संरक्षण के लिए हाथ में बिजली उपकरण / उद्यान उपकरण, इलेक्ट्रिक बाइक / स्कूटर, और वैक्यूम क्लीनर जैसे ताररहित घरेलू उपकरणों का उपयोग किया जाता है।

सारांश:

नीचे दी गई छवि में प्रस्तुत जानकारी आईसी के कार्यात्मक विवरण और संक्षेप में इसके आवेदन प्रदान करती है।

संदर्भ:

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/bq7718.pdf

अफ्नेनी, ए।, बेलिनी, ए।, फ्रांसेचिनी, जी।, गुगलिम्मी, पी।, और टैसोनी, सी। (2005)। नई पीढ़ी के इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बैटरी की पसंद और प्रबंधन। IEEE औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स पर लेनदेन , ५२ (5), 1343-1349।