Texas Instruments bq41Z50 Batteriepack-Manager
Der Batteriepack-Manager bq41Z50 von Texas Instruments enthält die Technologie Dynamic Z-Track™ und ist eine vollständig integrierte, auf einem Chip basierende Lösung. Es bietet eine Vielzahl von Funktionen zur Messung von Gas, zum Schutz und zur Authentifizierung von Batteriepacks mit 2, 3 und 4 Zellen der Typen LiPO, Li-Ion und LiFePO4. Unter Verwendung eines 32-Bit-RISC-Prozessors mit extrem niedrigem Stromverbrauch und seiner integrierten, leistungsstarken analogen Peripheriegeräte erfasst und überwacht das Gerät bq41Z50 präzise die verfügbaren Spannung, Speicherkapazität, Temperatur, Stromstärke und anderer kritischer Batterieparameter. Es meldet die Parameter über eine SMBus v3.2 kompatible Schnittstelle an den System-Host-Controller.
Das Gerät bq41Z50 nutzt die Dynamic-Z-Track-Technologie, um auch unter dynamischen Lastbedingungen einen hoch-präzisen Status der elektrischen Ladung zu melden. Die Z-Track-Technologie verbessert außerdem die Genauigkeit des TURBO-Modus, indem sie dem Hostsystem die verfügbare maximale Leistung und den maximalen Strom zur Verfügung stellt.
Das Bauteil bq41Z50 von Texas Instruments bietet verschiedene Batteriesicherheitsfunktionen, darunter Überspannungsschutz, Übertemperaturschutz, Überstromschutz beim Entladen, Überstromschutz beim Laden und Kurzschlussschutz beim Entladen. Zu den Systemsicherheitsfunktionen gehören ein FET-Schutz für N-CH-FETs und eine Zelltrennungserkennung. Die Firmware der Geräte bietet softwarebasierten Sicherheits-Schutz der Stufen 1 und 2 vor Überspannung, Unterspannung, Überstrom, Kurzschlussstrom und Übertemperatur. Pack- und zellbezogene Fehler werden ebenfalls durch firmwarebasierte Schutzfunktionen überwacht.
Merkmale
- Vollständig integrierter Manager und Schutz für 2-, 3- und 4-zelligen LiPO-, Li-Ionen- oder LiFePO4-Akkupacks
- 32-Bit-RISC-Prozessor mit extrem niedrigem Stromverbrauch
- Dynamic-Z-Track-Algorithmus von TI
- Die Stromversorgungs-Pins sind bis zu 40 V belastbar
- High-Side-N-CH-Schutz-FET-Treiber mit konfigurierbarer Treiberstärke
- Präzises analoges Frontend mit zwei unabhängigen 16-Bit-ADCs
- Unterstützung für gleichzeitige Strom- und Spannungsabtastung
- Unterstützung für bis zu vier externe Thermistormessungen und einen internen Temperatursensor
- Primäre und sekundäre Schutzstufen
- Überspannung und Unterspannung
- Überstrom in elektrische Ladung und Entladung
- Kurzschluss bei der Entladung
- Overtemperature
- Ladezeit-Timeout
- CHG- und DSG-FET-Treiber
- Hochentwickelte Ladealgorithmen
- JEITA
- Adaptives Laden basierend auf Zykluszeit, Laufzeit und SOH
- Zellenausgleichfunktion
- Integrierte Zellenausgleichfunktion während dem Laden oder im Ruhezustand
- Unterstützt TURBO-Modus
- Diagnostische Lebensdauer-Datenüberwachung und Blackbox-Recorder
- Optionale Unterstützung von bis zu drei LED-Anzeigen
- Unterstützung der Authentifizierung durch Elliptic Curve Cryptography (ECC), SHA-2 und SHA-1
- Unterstützung der Hostkommunikation über SMBus v3.2 bis zu 1 MHz
- Umfangreiche programmierbare Schutzfunktionen
- Vier GPIOs, die zur Steuerung einer 3-Segment-LED-Anzeige oder als universelle Push-Pull-I/O-Pins mit einer maximalen Pull-up-Spannung von 5,5 V konfiguriert werden können.
- Zwei GPIOs, die als universelle Push-Pull-I/O verwendet werden können
- Ein GPIO, der als universeller Open-Drain-I/O verwendet werden kann
- Integrierte sekundäre chemische I/O-Sicherung
- Zellenausgleich unterstützt Bypass von bis zu 25 mA pro Zelle
- Elliptic Curve Cryptography (ECC) zur Authentifizierung für robuste Batteriepacksicherheit:
- Eliminiert die Notwendigkeit eines gemeinsamen Schlüssels auf dem hostseitigen Regler
- 233-Bit-Privatschlüssel, der im sicheren Speicher gespeichert ist (kein Zugriff über den Program-Flash)
- Integrierter Hardwarebeschleuniger für schnelleren Authentifizierungsprozess
- Unterstützung für SHA-1- und SHA-2-Authentifizierung
- 32-poliges Kompaktgehäuse des Typs WQFN (RSN)
Applikationen
- Notebooks/Netbook-PCs
- Tablet-PCs
- Drohnen
- Handstaubsauger und Staubsaugerroboter
- Medizinische Geräte und Prüfgeräte
- Tragbare Elektronik
Funktionales Blockdiagramm
Development Tool
Texas Instruments bq41Z50EVM Evaluierungsmodul
Bewertet den Ladezustandsanzeiger bq41Z50 in Anwendungen, die mit Mehrzellen-Batteriesystemen betrieben werden.