회사 블로그 리사이클 TI 배터리 관리 평가 위원회: 배터리 충전기, 배터리 연료 측정기

재활용 TI 배터리 관리 평가 보드: 배터리 충전기, 배터리 연료 게이지

심천 Mingjiada 전자 유한 공사다양한 전자 부품의 고부가가치 재활용을 전문으로 하는 중국 최고의 전자 부품 재활용 서비스 제공업체입니다. 약 30년의 업계 경험을 바탕으로 회사는 글로벌 재활용 네트워크와 전문 평가 시스템을 구축하여 효율적이고 안전하며 규정을 준수하는 재고 관리 솔루션을 고객에게 제공하고 있습니다.

재활용의 장점

고부가가치 재활용: 글로벌 조달 네트워크와 시장 통찰력을 활용하여 고객이 현금 흐름을 극대화할 수 있도록 가장 경쟁력 있는 재활용 가격을 제공합니다.

신속한 청산: 표준화된 평가 프로세스와 충분한 자본 지원을 통해 고객은 가능한 한 최단 시간 내에 거래를 완료하고 현금을 받을 수 있습니다.

규정 준수 중심 운영: 당사는 공인 유통업체, 거래자 및 최종 사용자 공장에서 공급된 구성 요소를 독점적으로 재활용하여 모든 거래가 법적 준수를 보장합니다.

I. 배터리 충전기 평가 보드

핵심 기능 및 디자인 철학

TI 배터리 충전기 평가 보드는 실제 배터리 충전 시나리오를 시뮬레이션하여 충전기 IC의 충전 효율성, 정확성, 보호 기능 및 호환성을 검증하고 대량 생산 모듈 설계를 위한 성능 벤치마크를 제공합니다. 디자인 철학은 "효율성, 안전성 및 유연성"에 중점을 두고 충전 속도와 배터리 수명의 균형을 맞추는 동시에 다양한 충전 프로토콜과 모드를 지원하여 다양한 애플리케이션 요구 사항을 수용합니다.

기본적으로 충전기 평가 보드는 주변 전원 회로, 샘플링 회로, 보호 회로 및 인터페이스 회로와 쌍을 이루는 TI 충전기 IC(예: BQ 시리즈)를 중심으로 실제 제품에서 발견되는 충전 아키텍처를 시뮬레이션합니다. 충전 테스트를 위해 배터리에 직접 연결하거나 테스트 포인트를 통해 충전 과정에서 전압, 전류, 온도 등의 데이터를 수집하는 데 사용할 수 있어 충전기 IC의 작동 특성을 분석할 수 있습니다.

대표 모델 및 핵심 기능

TI 충전기 평가 보드는 다양한 전력 수준과 애플리케이션 시나리오에 맞는 선형 충전기와 스위치 모드 충전기라는 두 가지 주요 유형을 포함합니다. 다음은 소비자 가전 및 산업 장비와 같은 주요 응용 분야를 다루는 가장 대표적인 두 가지 모델과 해당 기능 분석입니다.

BQ25186EVM: 저전력 선형 충전기 평가 보드

BQ25186EVM은 BQ25186 충전기 IC용으로 특별히 설계된 평가 모듈입니다. 이 IC는 열 패드가 포함된 소형 QFN 패키지에 들어 있는 I²C 제어 1A 선형 배터리 충전기입니다. 이 제품은 산업용 및 개인용 전자 애플리케이션에 가장 일반적으로 필요한 기능을 통합하므로 가전제품의 저전력 충전 솔루션에 이상적인 선택입니다.

핵심 기능은 다음과 같습니다. 0.5%까지 구성 가능한 전압 정확도와 0.5mA의 낮은 종료 전류로 1A 선형 충전을 지원하여 충전 정밀도를 보장합니다. 다양한 환경에서 안전한 충전을 위해 구성 가능한 고온, 고온, 저온 및 저온 온도 임계값을 갖춘 통합 프로그래밍 가능 열 충전 곡선 전원 경로 관리 기능을 통해 시스템 전원 공급과 배터리 충전을 동시에 수행할 수 있어 시스템 전원 안정성이 향상됩니다. 15nA 차단 모드를 지원하여 유휴 기간 동안 배터리 수명을 극대화하고 원터치 깨우기 및 재설정 입력 기능과 함께 조정 가능한 타이머 기능을 제공합니다. 편리한 매개변수 구성 및 상태 모니터링을 위해 I²C 통신 제어를 활용합니다. 전용 입력 PG(Power Good) 및 CE(충전 활성화) 핀을 통합하여 주변 회로 설계를 단순화합니다.

주요 애플리케이션에는 TWS 이어버드 및 충전 케이스, 스마트 안경(AR/VR), 스마트 시계, 기타 웨어러블 장치는 물론 소매 자동화 및 빌딩 자동화와 같은 저전력 산업 시나리오가 포함됩니다. 평가 보드에는 PCB 레이아웃, 회로도, BOM(자재 명세서) 및 빠른 프로토타이핑을 위한 테스트 절차가 포함된 포괄적인 사용자 가이드가 함께 제공됩니다.

BQ25798EVM: 고전력 스위칭 모드 벅/부스트 충전기 평가 보드

BQ25798EVM은 HOTROD(QFN) 패키지에 통합된 스위치 모드 벅/부스트 배터리 충전 관리자인 BQ25798 충전기 IC를 평가합니다. 1~4개의 직렬 연결 리튬 이온 및 리튬 폴리머 셀을 지원하므로 중대전력 애플리케이션, 특히 양방향 전력 공급이 필요한 애플리케이션에 최적의 솔루션입니다.

주요 기능은 다음과 같습니다. 3.6~24V의 입력 전압 범위로 5A 고효율 스위치 모드 벅/부스트 충전을 지원합니다. 스위칭 주파수는 750kHz~1500kHz 사이에서 프로그래밍 가능하여 충전 효율성과 보드 크기의 균형을 유지합니다. 태양광 패널과 같은 고임피던스 소스에 대한 최대 전력 지점 추적(MPPT) 기능을 갖추고 있어 에너지 활용도가 향상됩니다. 충전 매개변수 및 시스템 설정을 유연하게 구성할 수 있는 I²C 직렬 인터페이스를 지원하여 충전 모드와 USB OTG 모드 간 원활한 전환이 가능합니다. EV2400 또는 USB2ANY 인터페이스 및 통합 ADC와 페어링하면 충전기 상태, 오류 정보 및 전압/전류 데이터를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 온보드 USB 입력 어댑터 인터페이스를 사용하면 D+/D- 통신을 통해 기본 입력 전류 제한을 설정할 수 있습니다. 고정밀 전압 및 전류 조정 성능을 측정하기 위한 테스트 지점, 감지 저항기 및 점퍼가 포함되어 있습니다. 내장된 양방향 차단 NFET는 향상된 애플리케이션 유연성을 위해 점퍼 선택 가능 듀얼 입력 소스 선택기를 지원합니다.

노트북, 태블릿, 휴대용 의료 장비, 산업용 핸드헬드 단말기, 태양광 발전 장치 등 중대전력 장치에 적합합니다. 평가 보드에는 작동에 필요한 EV2400 또는 USB2ANY가 포함되어 있지 않습니다. 이는 별도로 구성해야 합니다. 복잡한 시나리오에서 성능 검증을 지원하기 위해 자세한 사용자 가이드와 기술 문서가 제공됩니다.

주요 테스트 지표 및 평가 프로세스

TI 충전기 평가 보드를 테스트할 때 충전기 IC가 애플리케이션 요구 사항을 충족하는지 확인하기 위해 다음과 같은 중요한 지표에 중점을 둡니다. 충전 효율(다양한 부하 및 입력 전압에서의 변환 효율), 충전 정확도(충전 전압 및 종단 전류에 대한 허용 범위), 열 성능(열 설계 검증을 위해 충전 중 IC 및 평가 보드의 온도 변화), 보호 기능(과전압, 과전류, 과열 및 단락 보호의 응답 속도 및 효율성), 전원 경로 관리 성능(동시 전원 공급 및 충전 중 안정성) 및 저전력 특성(셧다운 및 대기 모드에서의 전류 소비). .

표준 평가 프로세스는 세 단계로 구성됩니다. 먼저 평가 보드를 전원 공급 장치, 배터리, 테스트 장비(멀티미터, 오실로스코프) 및 컴퓨터에 연결하여 테스트 환경을 설정합니다. BQ Studio 소프트웨어를 설치하고 평가 보드와 통신을 설정합니다. 둘째, 소프트웨어를 통해 매개변수를 구성하여 충전 모드, 충전 전압, 충전 전류, 온도 임계값 등을 테스트 배터리 사양에 맞게 설정합니다. 마지막으로 충전 테스트를 시작하고, 충전 중 모든 데이터를 실시간으로 모니터링하고, 충전 곡선, 효율 데이터 및 보호 기능 트리거 이벤트를 기록하고, 성능 평가를 완료하고, 매개변수를 최적화합니다.

II. 배터리 SOC(충전 상태) 모니터 평가 보드

핵심 기능 및 디자인 철학

배터리 SOC 모니터 평가 보드의 핵심 기능은 배터리 잔량(SOC), 남은 용량, 상태(SOH), 충전/방전 주기 횟수 등의 매개변수를 감지하여 SOC 모니터 IC의 정확성을 검증하는 것입니다. 이는 배터리 충전 상태 모니터링 모듈을 설계하기 위한 기초를 제공합니다. 디자인 철학은 '정밀성, 신뢰성, 호환성'에 중점을 두고 있습니다. TI의 특허 받은 에너지 측정 알고리즘을 활용하면 온도, 충전/방전 속도, 배터리 노화와 같은 요소가 측정 정확도에 미치는 영향을 완화하여 사용자가 배터리 상태를 정확하게 모니터링할 수 있습니다.

충전기 평가 보드와 유사하게, 배터리 미터 평가 보드는 샘플링 저항기, 통신 인터페이스, 디스플레이 모듈(일부 모델의 경우) 및 보조 회로와 쌍을 이루는 TI의 배터리 미터 IC를 중심으로 합니다. 배터리와 직접 인터페이스하여 실시간 전압, 전류 및 온도 데이터를 수집할 수 있습니다. 알고리즘 계산을 통해 SOC 및 SOH와 같은 주요 매개변수를 도출하고 편리한 테스트 및 검증을 위해 소프트웨어 또는 하드웨어 인터페이스를 통해 결과를 출력합니다. TI의 BQ Studio(Battery Management Studio) 소프트웨어를 사용하면 레지스터 액세스, 데이터 판독, 매개변수 구성 및 주기적 데이터 로깅을 포함하여 배터리 모니터 IC에 대한 포괄적인 제어가 가능합니다.

대표모델 및 핵심특징

TI의 배터리 미터 평가 보드는 단일 셀 및 다중 셀 구성을 포괄하며 리튬 이온, 리튬 폴리머, 리튬 철 인산염, 니켈 금속 수소화물을 포함한 다양한 배터리 유형을 지원합니다. 핵심 모델은 기본형(정확한 계측 강조)과 통합형(보호 기능 내장)으로 구분됩니다. 다음은 두 가지 일반적인 모델에 대한 분석입니다.

BQ28Z620EVM-071: 통합 보호 기능을 갖춘 다중 셀 배터리 측정기 평가 보드

BQ28Z620EVM-071은 BQ28Z620 및 BQ294502로 구성된 배터리 관리 시스템(BMS)을 위한 완벽한 평가 시스템입니다. BQ28Z620은 보호 기능이 통합된 배터리 충전 상태 모니터로, 1~2셀 시리즈 팩에 적합합니다. 1.2VI/O를 지원하며 소형 디바이스의 다중 셀 배터리 측정을 위한 최적의 솔루션입니다.

핵심 기능은 다음과 같습니다: 정확한 SOC 및 SOH 측정을 위한 Impedance Track™ 기술을 사용한 고정밀 에너지 측정; 쿨롱 카운터 오프셋이 일반 값인 4.8μV로 52% 감소하여 측정 정확도가 향상됩니다. 300μA(일반)까지의 초저 전류 소비로 유사한 다중 셀 에너지 계측기에 비해 뛰어난 전력 효율성을 제공합니다. 0.5mΩ~3mΩ의 초저 전류 감지 저항 값은 전력 손실을 최소화합니다. 2.2V만큼 낮은 입력 전압을 지원하여 미래의 셀 화학 및 초저 시스템 전압 요구 사항을 수용합니다. 단일 셀 또는 듀얼 셀 시리즈 배터리 팩의 과충전, 과방전, 단락 및 과전류 조건에 대한 포괄적인 통합 보호 기능을 제공합니다. EV2400 인터페이스 보드와 BQ Studio 소프트웨어를 통해 사용자는 BQ28Z620 데이터 레지스터를 읽고, 다양한 배터리 팩 구성에 맞게 칩셋을 프로그래밍하고, 추가 평가를 위해 사이클 데이터를 기록하고, I²C 통신 프로토콜을 통해 다양한 충전/방전 조건에서 솔루션의 전체 기능을 평가할 수 있습니다.

적합한 응용 분야에는 소형 휴대용 장치, 웨어러블 장치 및 소형 산업용 센서와 같이 1-2개의 직렬 연결된 셀을 사용하는 제품이 포함됩니다. 55달러의 가격으로 제공되는 평가 보드에는 신속한 테스트를 촉진하기 위한 사용자 가이드 및 적합성 선언과 같은 기술 문서가 포함되어 있습니다.

BQ34Z100EVM: 광범위한 다중 화학 배터리 모니터 평가 모듈

BQ34Z100EVM은 BQ34Z100 광범위 배터리 모니터용으로 특별히 설계된 평가 모듈입니다. EV2300 USB 어댑터 및 Windows 기반 PC 소프트웨어와 결합하면 리튬 이온, 니켈 금속 수소화물(NiMH), 니켈 카드뮴(NiCd)을 포함한 여러 화학 물질에 걸쳐 배터리를 지원하는 완전한 평가 시스템을 형성하여 광범위한 호환성을 제공합니다.

핵심 기능은 다음과 같습니다. 단일 셀 또는 다중 셀 시리즈 배터리 팩에 대한 에너지 측정을 지원하며 리튬 이온, 리튬 폴리머, LiFePO4, NiMH 및 NiCd를 포함한 다양한 배터리 유형과 호환됩니다. NiMH 및 NiCd 팩의 경우 최소 직렬 셀 수로 팩 전압이 3.3V 이상으로 유지되도록 해야 합니다. 광범위한 측정 기능은 온도 및 노화 요인의 영향을 최소화하면서 높은 정확도로 다양한 용량 및 방전율의 배터리를 수용합니다. EV2300 인터페이스 어댑터와 함께 제공되는 소프트웨어를 통해 데이터 레지스터 읽기, 칩 프로그래밍, 주기적 데이터 로깅, 충전/방전 성능 평가와 같은 작업이 가능합니다. 완전한 온보드 주변 장치 구성 요소를 사용하면 추가 장치 없이 직접 배터리 테스트를 수행할 수 있어 테스트 프로세스가 단순화됩니다. 배터리 용량 예측을 지원하고 과거 충전/방전 데이터를 기반으로 SOC 계산 정확도를 최적화하여 사용자 경험을 향상합니다.

휴대용 전자 제품, 전동 공구, 소형 에너지 저장 장치 및 다양한 배터리 화학을 사용하는 기타 제품에 적합합니다. 함께 제공되는 사용자 가이드에는 R&D 담당자가 신속하게 채택할 수 있도록 키트 내용, 성능 사양, 빠른 시작 절차 및 테스트 방법이 자세히 설명되어 있습니다.

주요 테스트 지표 및 평가 프로세스

배터리 미터 평가 보드의 핵심 평가 지표는 주로 SOC 측정 정확도(완충, 절반 및 저충전 상태에서의 오류 범위, 이상적인 오류 ≤2%), SOH 감지 정확도(배터리 성능 저하의 정확한 평가), 충전/방전 주기 안정성(반복 주기 후 측정 정확도 변화), 온도 적응성(다양한 온도에 걸친 측정 정확도) 및 전류 샘플링 정확도(SOC 계산에 영향을 미치는 핵심 요소)를 포함하는 "측정 정확도"에 중점을 둡니다. 또한 배터리 미터 IC의 통신 안정성, 저전력 특성, 보호 기능(일체형의 경우) 유효성도 평가해야 합니다.

표준 평가 프로세스는 충전기 평가 보드의 프로세스를 반영합니다. 먼저 평가 보드, 배터리, 테스트 장비 및 컴퓨터를 연결하여 테스트 환경을 구축합니다. BQ Studio 소프트웨어를 설치하고 통신을 설정합니다. 다음으로, 충전/방전 주기를 완료하여 배터리 용량, 내부 저항 등의 매개변수를 교정함으로써 배터리 교정을 수행하고 측정 정확도를 보장합니다. 그런 다음 충전/방전 테스트를 수행하여 실제 사용 시나리오(다양한 방전 속도, 온도)를 시뮬레이션하고 SOC 및 SOH와 같은 매개변수를 실시간으로 기록하는 동시에 실제 배터리 용량과 측정된 용량을 비교하여 불일치를 식별합니다. 마지막으로 테스트 데이터를 분석하여 게이지 매개변수를 최적화하고 애플리케이션 요구 사항을 충족하는지 확인합니다. TI는 또한 설계자가 특정 배터리 화학 물질과 일치하는 CEDV 계수를 얻을 수 있도록 측정 매개변수 계산기를 제공하여 측정 정확도를 향상시킵니다.

III. 충전기 및 배터리 게이지 평가 보드의 시너지 작동 및 적용 가치

시너지 원리

실제 배터리 관리 시스템에서 배터리 충전기와 게이지는 함께 작동하는 핵심 구성 요소입니다. TI 평가 보드는 두 가지에 대한 공동 테스트를 지원합니다. 충전기는 효율적이고 안전한 충전을 위해 배터리 상태(SOC, 온도)에 따라 충전 매개변수를 조정합니다. 배터리 모니터는 전압, 전류 및 온도 데이터를 지속적으로 추적하고 SOC 및 SOH를 계산하며 이 정보를 충전기로 전송합니다. 그런 다음 충전기는 충전 모드(정전류/정전압)를 전환하고 이러한 판독값을 기반으로 전류/전압 레벨을 조정합니다. SOC가 100%에 도달하거나 비정상적인 상황이 감지되면 충전기는 배터리 손상을 방지하기 위해 즉시 충전을 중단합니다.

TI 평가 보드의 통합 테스트를 통해 두 구성 요소 간의 통신 안정성, 매개변수 호환성 및 협업 효율성을 확인할 수 있습니다. 예: 배터리 모니터가 과도한 배터리 온도를 감지하면 이 정보를 충전기에 즉시 전달하여 과열 보호 기능을 실행하고 충전을 중단할 수 있습니까? SOC가 설정된 임계값에 도달하면 충전기가 충전 모드를 정확하게 전환하거나 충전을 중지하여 충전 안전과 배터리 수명을 보장할 수 있습니까? 이 인터록 테스트는 설계의 호환성 문제를 사전에 식별하여 대량 생산 위험을 줄입니다.

핵심 애플리케이션 가치

TI의 배터리 충전기 및 배터리 모니터 평가 보드의 핵심 가치는 "R&D 가속화, 위험 감소, 성능 최적화"에 있으며 이는 세 가지 주요 측면으로 나타납니다.

첫째, R&D 주기를 단축한다. 평가 보드는 즉시 사용 가능한 하드웨어 플랫폼과 지원 소프트웨어를 제공하므로 개발자가 처음부터 테스트 회로를 구축할 필요가 없습니다. 이를 통해 충전기 및 배터리 측정기 IC 성능을 신속하게 검증하고 적합한 구성 요소를 신속하게 검사하며 반복적인 하드웨어 설계, 프로토타입 제작 및 테스트 주기를 단축할 수 있습니다. BMS 개발 주기를 30%-50% 단축합니다.

둘째, 개발 위험을 줄입니다. 평가 보드에는 포괄적인 보호 회로와 교정 메커니즘이 통합되어 있어 장치 성능 결함과 설계 취약성(예: 불충분한 충전기 효율성 또는 과도한 미터 측정 오류)을 정확하게 식별하여 조기 문제 감지 및 해결을 통해 대량 생산 실패를 방지할 수 있습니다. 또한 TI의 참조 설계와 기술 문서는 개발자가 일반적인 설계 문제를 피하고 제품 신뢰성을 높이는 데 도움이 됩니다.

셋째, 제품 성능을 최적화합니다. 평가 보드를 통한 정밀한 테스트를 통해 충전 매개변수 및 에너지 측정 알고리즘을 최적화하여 충전 효율성을 높이고 배터리 수명을 연장하며 SOC 측정 정확도를 향상시킬 수 있습니다. 이는 최종 제품에 더욱 강력한 시장 경쟁력을 부여합니다. 예를 들어, 충전기의 열 관리 매개변수를 최적화하면 충전 중 장치 과열을 방지하는 동시에 에너지 계산 알고리즘을 보정하면 낮은 배터리 수준에서 측정 오류를 제거하여 사용자 경험을 향상시킬 수 있습니다.