无绳吸尘器电池包目前市情上紧张为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,仿照前端+MCU型,硬件保护型。下面分别对这三种BMS拓扑以及相应的TI产品进行先容。
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。该方案的优点是利用单颗芯片即可实现电量打算,电池监控以及保护。
图1. 电量计型BMS拓扑
图1中采取的电量计为BQ40Z80。该电量计支持2-6s电池组,采取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,在电池老化的情形下仍旧能够担保高电量精度。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担保纵然在保护触发后,电量计仍旧能够和主机进行通信。此外,BQ40Z80还集成了内部均衡电路,担保了不同电芯之间的电量均衡,延长了设备的整体续航韶光,提升用户体验。
此外,对付4串的电池包,还可以利用BQ40Z50,支持2-4s,功能和BQ40Z80类似,感兴趣的读者可以在TI官网上查找完全的产品资料,本文不再赘述。
仿照前端+MCU型图2所示为仿照前端+MCU型BMS拓扑示意图。该拓扑与电量计型类似,只是将电量计更换为仿照前端和MCU。该拓扑和电量计型拓扑比较,该方案不再自带电量打算功能,但仍可通过MCU结合电压电流采样数据进行电量打算,电量精度取决于采样精度和电量算法。
图2. 仿照前端+AFE型BMS拓扑
图2中采取的仿照前端为BQ76942,支持3-10s运用。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担保纵然在保护触发后,仍旧能够和主机进行通信。此外,BQ76942也集成了内部均衡电路,担保了不同电芯之间的电量均衡,延长了设备的整体续航韶光。对付低边保护方案,推举利用TI的BQ76930 (6-10s)和BQ76920 (3-5s),当然也可以和TI的高边驱动BQ76200搭配利用,实现高边保护。对付MCU,TI的430系列有丰富的产品,可以知足各种运用需求,因本文紧张聚焦仿照产品,就不在此赘述。
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: 大略,价格便宜。但缺陷同样明显: a. 功能有限,仅支持保护功能,并且保护值不可配置,灵巧性较差; b. 不具备电量打算功能,须要主机端额外具备电量打算能力。因此该拓扑更适宜运用于低本钱或者主机侧能力较强的场合。
图3. 硬件保护型BMS拓扑
图3中采取的保护IC为BQ77915,支持3-5s运用,对付5s及以上串数的运用,可以将多少BQ77915级联利用,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,可担保不同电芯之间的电量均衡,延长了设备的整体续航韶光。
若实际运用不须要电池均衡,则可以选择性价比更高的BQ77905。
上述两款保护IC,TI均供应了不同配置的型号供客户选择,若现有型号仍旧不能知足实际运用的需求,可联系对应的发卖团队进行定制知足哀求的产品。
其余,某些产品会对保护提出更高的哀求,须要具备二段保护,来进一步提高电池包的防护等级。对付有二段保护需求的用户,推举利用TI的BQ7718系列产品,和BQ77915一样,TI供应了多种配置供用户选择,并且若产品列表里没有得当的型号,同样可以联系对应的发卖团队进行定制。