基于PS501的智能电池系统

出处: 学修网 发布于:2022-02-26 06:47:53浏览(8190)

基于PS501的智能电池系统

  引言

  PS501是美国微芯科技公司推出的智能电池管理芯片,适用于2~4节锂离子及锂聚合物电池组,或6~12节镍氢及镍镉电池组,能准确计算出电池组 的剩余容量、满充容量,以及预测电池的可运行时间和充电完成所需要的时间,提供电池监控功能,确保使用安全,先进的电池平衡功能可以延长电池寿命及工作时间。其通信协议符合SMBus 1.1和SBdata 1.1智能电池指令集。

  特点和引脚说明

  ● 特点

  支持2~4节锂电池和6~12节镍电池。

  基于PIC18F MCU内核,现场可编程的锂离子/锂聚合物/镍电池电量计量芯片。

  遵循SMBus 1.1和SBdata 1.1。

  精密的16位Δ-Σ A/D转换,电流测量精度为小于1mA。

  18V最大输入电压,电压测量端可直接与电池芯相连接。

  可编程I/O用于LED驱动和充放电保护和二次安完保护。

  对不同的电池芯,用户可以配置不同的电池模型。

  电池容量计量误差小于1%。

  先进的放电完(EOD)判断方法。

  16KB闪存和256Byte EEPROM。

  高精度的内部振荡器。

  极低的电源消耗,工作时耗电为200μA,采样模式时为100μA,休眠时仅为0.5μA。

  增强型ESD保护能力。

  12个通用可编程I/O口,其中2个为高电压(最高18V)开漏输出。

  集成和外接温度传感器,实现两个位置温度检测功能。

  内置最大平衡电流为8.4mA的电池平衡电路和外部电池平衡控制功能。

  ● 引脚说明

  PS501采用TSSOP28无铅封装,符合欧盟的RoSH以及各国的环保要求,其引脚排列如图1所示。超小体积的TSSOP封装(7.85mm×10.2mm)可节省PCB的空间,方便地安装于不同尺寸的电池包中,如图2所示。

PS501引脚图

  图1 PS501引脚图

基于PS501的智能电池包

  图2 基于PS501的智能电池包

PS501引脚功能简介

  PS501引脚功能简介

  PS501内部结构和工作原理

  ● PS501内部结构

  PS501的内部结构见图3。

PS501内部结构图

  图3 PS501内部结构图

  ● 处理器内核/存储器

  PS501采用了PIC18 8位RISC单片机内核,其存储器资源包括16KB 闪存,以及256Byte EEPROM,分别用于存储程序/数据和参数。这两种存储器均可通过SMBus接口进行重新编程,而不需要特别的编程接口。每片PS501在出厂前都已经 烧录好Boot loader程序,针对不同型号用电设备,不同特性的电池芯,以及不同容量等配置信息用户可以使用Powertool500软件设置生成不同的固件,在电 池包生产现场下载固件,从而电池包的生产厂可以方便快速地对不同特性的电池芯,不同的上位机设备更改固件,而不需要改动硬件电路。

  ● A/D转换器

  PS501利用高精度A/D转换器来进行电流、电压和温度的精确测量。A/D经过校准后可消除增益误差和偏移误差。基于 PS501芯片的电池包管理PCBA在生产过程中除了要现场下载固件外,还要对A/D转换电路及硅时钟振荡器进行校准,校准的内容包括:电池组电压采样, 每串电池芯电压采样,外部和内部温度采样,电流采样,以及硅时钟振荡器。因此不管是元件精度,PCB设计等造成的累加误差都可以通过校准最大程度地进行更 正,从而确保每个PCBA对物理量的采样都是精确的,而这个过程花费的全部时间仅为15s,而且全过程全部自动进行,不需要人工干预。


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