Многофункциональная микросхема ISL94202 позволяет создавать сборки Li-ion аккумуляторов минимальных размеров
Компания Intersil, недавно ставшая подразделением корпорации Renesas Electronics, анонсировала микросхему ISL94202 – монитор управления литий-ионными аккумуляторными батареями различного химического состава, поддерживающий сборки, содержащие от 3 до 8 элементов. Устройство предназначено для использования в пылесосах, газонокосилках, ручных электроинструментах, электровелосипедах, скутерах, игрушках и системах хранения энергии. Литий-ионные аккумуляторы меньше и легче аккумуляторов других типов, а время хранения заряда в них больше, однако для безопасной эксплуатации они требуют определенного контроля и защиты. Высокоинтегрированная микросхема монитора ISL94202 поддерживает самые компактные 2-контактные конструкции и с высокой точностью контролирует, защищает и балансирует ячейки аккумулятора, обеспечивая безопасность их работы и заряда.
Микросхема ISL94202 является автономной системой защиты аккумуляторной батареи, использующей внутреннюю машину состояний с пятью предварительно запрограммированными режимами для точной балансировки и управления каждым элементом. Монитор контролирует и защищает аккумуляторную батарею от таких катастрофических событий, как аппаратные отказы, короткие замыкания, перезаряд и глубокий разряд элемента, отвечая требованиям стандартов безопасности UL2054, UL2271/72 и IEC62133. Разработчики могут запрограммировать настройки защиты монитора, чтобы без внешнего микроконтроллера использовать самые малогабаритные и дешевые в отрасли аккумуляторы. При необходимости ISL94202 может быть связана с внешним микроконтроллером через последовательную шину I2C и выполнять дополнительные измерения уровня заряда, включая определение статуса заряда и оценку технического состояния аккумулятора. Точное определение статуса обеспечивается измерением тока положительного полюса батареи.
В микросхему интегрированы схемы управления балансировочными МОП-транзисторами верхнего плеча, что позволяет легко подключать ее к оборудованию электроинструментов или электродвигателей. Устройство также управляет внешними ключами пассивной балансировки, обеспечивая хорошее выравнивание энергий элементов и одновременно не допуская их постоянного недозаряда. Кроме того, ISL94202 выдерживает подключение заряженных элементов при заводской сборке батарей, что значительно упрощает производственный процесс.
Ключевые особенности и характеристики ISL94202
- Контроль и управление восемью элементами аккумуляторной батареи с химической структурой Li-ion CoO2, Li-ion Mn2O4 и Li-ion FePO4;
- Высокий уровень интеграции: управление смещением уровня напряжения элемента, автоматическая балансировка элементов, 14-битный АЦП, датчик тока, драйверы силовых МОП-транзисторов и интерфейс датчика температуры;
- Автономная система защиты батареи, не требующая внешнего микроконтроллера;
- Защиты многоэлементных батарей с напряжением ячейки до 4.8 В;
- Программируемые времена обнаружения и восстановления для контроля повышенного и пониженного напряжения, перегрузки по току и короткого замыкания;
- Хранение калибровочных и конфигурационных параметров в EEPROM;
- Детектор отключения батареи;
- Интегрированные драйверы с встроенными зарядовыми насосами для управления балансировочными N-канальными МОП-транзисторами верхнего плеча;
- Балансировка элементов батареи с помощью подключенных МОП-транзисторов под управлением внутренней машины состояний или внешнего микроконтроллера;
- Промышленный диапазон рабочих температур от –40 °С до +85 °С;
- Переход в режим пониженного потребления при неиспользуемой батарее.
ISL94202 совместима по выводам с популярной микросхемой ISL94203, поддерживающей раздельные пути заряда/разряда для 3-выводных батарей более высокого класса. Оба прибора входят в семейство решений для управления промышленными аккумуляторами, включающего также аналоговый входной интерфейс ISL94208 системы управления 4-…6-элементными литий-ионными батареями, а также микросхему ISL94212, предназначенную для управления литий-ионными батареями, содержащими до 12 последовательных ячеек, и поддерживающую каскадное соединение до 14 устройств или 168 элементов.
Оценочный набор монитора аккумуляторной батареи ISL94202EVKIT1Z. |
Цена и доступность
Монитор ISL94202 выпускается серийно в 48-выводном корпусе QFN с размерами 6 мм × 6 мм. В партиях из 1000 приборов одна микросхема стоит $2.19. За $328 можно приобрести оценочный набор ISL94202EVKIT1Z, содержащий основной модуль и интерфейсную плату со шлюзом USB – I2C, а также графический интерфейс пользователя, поддерживающий работу как в автономном режиме, так и с внешним микроконтроллером.