需要知道的是在電池設備中，主要分為三大部分，分別為雙向AC-DC電能變換
，數據處理單元
，以及電池測試單元。本文主要剖析實現電池化成分容技術要點緊密相關的電池測試單元的功率變換部分。

 

功率變換

 

電池測試單元的功率部分主要包括模擬控製器，半橋驅動，MOSFET，輸入輸出保護器。電能變換拓撲最常用的就是半橋整流的Buck/Boost變換電路，主要是因為電路結構簡單，控製也不複雜，同時能滿足目前市麵上低至0.5A或者更小以及高至上百安培的輸出電流的應用場合，不同的是在大電流應用場合，為了保證良好的散熱性能並減小體積，多采用多相Buck/Boost並聯的方式，無論單相還是兩相甚至多相，不變的是控製方案。

 

TL594分立方案

 

目前比較成熟的方案是TL594的模擬分立方案，德州儀器在之前推出過TL594方案的TI Design

，如圖1所示
，該方案成熟穩定
，且有性價比優勢。

 

圖1 TI Design框圖

 

半橋驅動器

 

當測試單元的輸出電流在10A左右或以內時，驅動能力要求不大的條件下一般1A左右即可滿足要求，使用較為常見的有LM5109B和LM5106
，表1。

 

當輸出電流在幾十上百安時
，考慮MOSFET的快速切換所需要的驅動電流
，UCC27282目前驅動電流2.5A source/3.5A sink電流，且HS能承受的負壓較大
，可靠性較高
，因為其具有的interlock的功能，所以不會變換器半橋節點的di/dt的幹擾而出現半橋直通的情況。

 

表1：驅動器

 

LM5060與LM5069實現功率接口的保護器

 

當dang電dian池chi充chong電dian時shi，係xi統tong如ru果guo沒mei有you電dian流liu防fang倒dao灌guan保bao護hu，被bei測ce試shi電dian池chi將jiang放fang電dian，會hui產chan生sheng不bu可ke靠kao的de的de係xi統tong啟qi動dong動dong作zuo，同tong時shi在zai係xi統tong過guo壓ya過guo流liu欠qian壓ya保bao護hu時shi
，如ru果guo隻zhi有you主zhu電dian路luMOSFET關閉，電池仍然有電流倒灌的路徑
，因此附加輸入輸出接口保護器尤為重要。LM5060與LM5069適用於輸入輸出的接口的欠壓，過壓
，浪湧電流等保護
，參數如表2所示。

 

表2：負載開關參數表

 

LM5170-Q1集成方案

 

當電流較大，需要使用多相交錯並聯
，而一顆TL594隻能控製一相功率變換電流

，同時需要外部給定給TL594同步信號，多相並聯增加了TL594分立元件方案複雜度。LM5170-Q1的(de)方(fang)案(an)內(nei)部(bu)含(han)有(you)兩(liang)路(lu)控(kong)製(zhi)環(huan)路(lu)，既(ji)可(ke)獨(du)立(li)工(gong)作(zuo)也(ye)可(ke)以(yi)交(jiao)錯(cuo)並(bing)聯(lian)
，且(qie)集(ji)成(cheng)過(guo)壓(ya)過(guo)流(liu)欠(qian)壓(ya)等(deng)保(bao)護(hu)，支(zhi)持(chi)二(er)極(ji)管(guan)仿(fang)真(zhen)模(mo)式(shi)
，同(tong)時(shi)也(ye)有(you)防(fang)電(dian)流(liu)倒(dao)灌(guan)的(de)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)。圖(tu)2為兩路並聯的典型應用方案TI Design: TIDA-01041，輸出電流最大100A
，且具有0.02%的電流精度與0.1%的電壓精度。

 

圖2: TIDA-01041

 

LM5170-Q1方案的優勢在於不僅為信號鏈的設計留出了可自由拓展的空間
，且集成度較高
，為功率變換MOSFET的散熱提供了較大的空間。ti.com提供幾種不同電流大小的參考設計TID-A01041，TIDA-01042。

 

參考文獻：

 

●   PMP40182: 雙向電池初始化係統電源板參考設計

●   TIDA-01041: 用於多相高精度 0.5 至 100A 電池化成的電池測試儀參考設計

●   TIDA-01042: 適用於 50A
、100A 和 200A 應用的模塊化電池測試儀參考設計

●   電池測試設備-參考設計及 產品

 

 

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