ad8450 / 1とADP1972に基づくリチウム電池テストソリューションはどうですか？

エネルギー消費は世界中で広まっている問題であり、多くの業界は、より安全で、よりクリーンで、より効率的で、低コストの電力ソリューションを実装することによって、それに対処するために取り組んでいます。ハイブリッド車や電気自動車、太陽光発電、風力発電の人気の高まりは、この傾向の結果です。これらすべてのソリューションには、リチウムイオン電池という共通点が1つあります。これらの分野での急速な成長により、リチウムイオン電池は省エネにおいてより重要な役割を果たします。

リチウムイオン電池の製造工程は、電極の製造、スタックの構築、ユニットの組み立てなど、複雑です。次に、電気テストを実行して、バッテリーの容量とパフォーマンスを評価します。これに続いて、バッテリーの動作容量または定格を評価するための電気テストが行われます。リチウムイオン電池の製造におけるこれらの電気的試験には、高出力、高効率、高精度の試験装置が必要です。 ADI会社に基づいてAD8450 / 1およびADP1972ソリューションが導入されています。

システム設計の考慮事項

効率

ラップトップ、携帯電話、および同様のポータブルデバイスのリチウムイオン電池は、通常、容量が小さく、通常は数アンペア時です。しかし、車両やエネルギーの貯蔵に使用されるリチウムイオン電池は、はるかに多く、多くの場合数十または数百アンペアを保持します。小容量バッテリに使用される線形テスト機器は、大容量バッテリテストにも使用されると、充電段階で大量の電力を消費するため、効率が低下し、デバイスのハードウェア設計に深刻な熱問題が発生します。 ADIAD8450 / 1およびADP1972ソリューションはPWMアーキテクチャに基づいており、この問題の解決に役立ちます。

ADIPWMアーキテクチャは、充電のためにグリッドまたは他のテストチャネルにさらに多くのバッテリー電力を送り返すのにも役立ちます。これは、バッテリエネルギーを抵抗性負荷に放電する線形アーキテクチャと比較して、環境に優しく効率的なソリューションです。

精度

リチウムイオン電池の正確な容量を得るには、充電モードと放電モードの電流と電圧を正確に測定する必要があります。システム内の高精度ADC、DAC、およびその他のコンポーネントと組み合わせることで、ADIのad8450 / 1およびADP1972ソリューションは、高精度の測定と設定を可能にします。

低システムコスト

・より高いスイッチング周波数は、インダクタンスやコンデンサなどのより小さく、より安価な電源コンポーネントの使用をサポートします

・エネルギーリサイクルは運用コストの削減に役立ちます

・より高い精度で、ad8450 / 1は熱管理のコストを削減し、制御ループの設計を簡素化できます

・ad8450 / 1は独自のインストルメントアンプ設計を採用しており、製造プロセスのキャリブレーション時間を半分に短縮し、より長いパフォーマンス時間を保証できます。

・統合ソリューションにより、システムサイズを小さくし、機器とメンテナンスのコストを削減できます。

ADIソリューション

注：上記のシグナルチェーンは、DCバスからバッテリーまでのチャネルプレートの設計を表しています。モジュールの技術要件は異なる場合がありますが、以下の表にリストされている製品は、いくつかの要件を満たすADIソリューションを表しています。

1.アナログフロントエンドとコントローラーAD8450 / AD8451

2.バックアンドブーストPWMコントローラーADP1972

3.マイクロコントローラーADuC7060 / ADuC7061

4. Ad7173-8 / ad7175-2

5. DACAD5686R / AD5668 / AD5676R

6.基準電圧源ADR3450 / ADR4550

7.MOSFETドライバーADuM7223

8.電源管理ADP2441 / ADP7102 / ADM8829

9.マルチプレクサADG528F / ADG5408 / ADG658 / ADG1406

システムの動作原理

上の図には、主に2つの機能が含まれています。1つはバッテリーを充電する機能で、もう1つはバッテリーを放電する機能です。各機能には、定電流（CC）モードと定圧（CV）モードの2つのモードがあります。 2つのDACチャネルがCCとCVのセットポイントを制御します。 CCセットポイントは、充電および放電機能のCCモードでループに存在する電流の量を決定します。 CVセットポイントは、CCからCVへのループのバッテリー電位、および充電機能と放電機能を決定します。

高精度アナログフロントエンドとコントローラーad8450 / 1は、内部差動アンプPGDAを使用してバッテリー電圧を測定し、内部計器アンプPGIAと外部シャント抵抗（RS）を使用してバッテリーの電流を測定します。次に、内部エラーアンプと外部補償ネットワーク（ループ機能がCCかCVかを判断するために使用）を使用して、電流と電圧をDAC設定値と比較します。このモジュールの後、エラーアンプの出力はPWMコントローラADP1972に入り、MOSFETパワーレベルのデューティサイクルを決定します。そして最後に、ループ全体を構成するインダクタンスとコンデンサ。ADP1972は降圧および昇圧PWMコントローラであるため、このセクションの説明は、充電機能と放電機能の両方を対象としています。

このシナリオでは、ADCはループの電圧と電流を読み取りますが、制御ループの一部ではありません。掃引速度は制御ループの性能とは無関係であるため、ADCはマルチチャネルシステムの多数のチャネルにわたる電流と電圧を測定できます。同じことがDACにも当てはまるので、低コストのDACを使用して複数のチャネルを設定できます。さらに、単一のプロセッサは、CVおよびCCの設定値、動作モード、および管理機能を制御するだけでよいため、多くのチャネルとインターフェイスできます。

システムパフォーマンス

ADIは、以下に示すようにADP1972およびAD8450デモボードを作成しました。これらを使用して、効率と精度を検証できます。非同期降圧および昇圧電源システムの場合、DCバス入力は12Vで、最大充電/放電電流は20Aです。

効率：デモボードの効率は、最大定格、20ACCモード（充電機能と放電機能の両方）、および3.3v負荷で約90％です。この値を達成するために、外部ダイオード、シャント抵抗、インダクタンス、およびMOSFETが最適化されました。

精度：初期精度のキャリブレーション後、電流精度には、温度ドリフト、全電流範囲（0A〜20A）内の直線性、短期安定性（ノイズ）、および全電圧範囲（0V〜3.6v）内のCMRRが含まれます。その結果、デモボードの検証では、ADIの標準的な電流精度はソリューションの0.01％未満（25°C + 10°C）です。電圧精度についても同様の分析を実行できます。これも、このデモボードで検証されているように0.01％未満です。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。