Li-Ionen-Batterien sind kleiner, leichter und liefern eine längere Akkulaufzeit als andere Batterien, erfordern jedoch eine Überwachung und einen Schutz für den sicheren Gebrauch. Der integrierte Akkupack-Monitor ISL94202 ermöglicht kleine Designs mit zwei Anschlüssen (2-Terminal-Design). Er sorgt für eine genaue Überwachung, den Schutz und den Zellenausgleich (Cell-Balancing) bei Akkupacks, um einen sicheren Betrieb und sicheres Aufladen zu gewährleisten.
Der ISL94202 arbeitet als eigenständiges Akkuschutzsystem mit einer internen Zustandsmaschine mit fünf vorprogrammierten Modi für einen genauen Zellenausgleich und eine präzise Überwachung jeder Akkuzelle. Er überwacht und schützt den Akku vor Hardwarefehlern, Kurzschluss und Zellenspannungs-Überladung/Überentladung und erfüllt die Anforderungen nach UL2054, UL2271/72 und IEC62133.
Entwickler können ...
die Schutzeinstellungen des ISL94202 ändern, um kleine, kostengünstigste Akkupacks zu ermöglichen, ohne einen externen Mikrocontroller zu verwenden. Bei Bedarf kann der Baustein auch über einen seriellen I2C-Bus mit einem externen Mikrocontroller kommunizieren, um zusätzliche Messwerte zu liefern, z.B. den Ladezustand und den allgemeinen Zustand der Batterie.
Eine präzise Anzeige des Ladezustands wird durch die High-Side-Strommessung des Bausteins ermöglicht. Das IC enthält High-Side-Lade-/Entlade-FET-Treiber, die den Anschluss an Werkzeuge oder Elektromotoren ermöglichen. Der Baustein steuert auch externe passive Zellenausgleichsschalter, um eine optimale Anpassung der Zellenladung zu gewährleisten, während die Zellenlebensdauer vor chronischer Unterladung geschützt wird. Darüber hinaus widersteht der ISL94202 Gerätefunktionsprüfungen während der Montage (Hot-Plug-Events), was die Fertigung vereinfacht.
Spezifikationen des ISL94202
- Acht Zellenspannungs-Überwachungseinrichtungen unterstützen Li-Ionen-CoO2-, Li-Ionen-Mn2O4- und Li-Ionen-FePO4-Batteriechemien
- Integriert sind Zellenspannungs-Pegelverschiebung, automatische Zellenbilanz, 14-Bit-A/D-Wandler, Überwachung der Strommessung, Leistungs-FET-Steuerung und Temperatursensor-Schnittstelle
- Eigenständige Akkupack-Steuerung, kein Mikrocontroller erforderlich
- Verschiedene Optionen für den Zellenspannungsschutz bis 4,8V
- Programmierbare Erkennungs-/Wiederherstellungszeiten für Überspannungs-, Unterspannungs-, Überstrom- und Kurzschluss-Bedingungen
- EEPROM-gespeicherte Konfigurations-/Kalibierregister
- Erkennung offener Batterieverbindungen
- Integrierter Lade-/Entlade-FET-Treiber mit eingebauter Ladungspumpe unterstützt High-Side n-Kanal-FETs
- Die Zellenausgleichfunktion nutzt externe FETs mit der internen Zustandsmaschine des ISL94202 oder einen externen Mikrocontroller
- Betrieb im industriellen Temperaturbereich von -40 bis +85°C
- Übergang in den Stromsparmodus, wenn das Akkupack nicht in Betrieb ist
Der ISL94202 ist anschlusskompatibel zum ISL94203, der separate Lade-/ Entladewege für höherwertige 3-Terminal-Akkupacks unterstützt. Beide Bausteine sind Teil des Intersil-Angebots für industrielle Batterie-Management-Lösungen. Hinzu kommen das 4-bis-6-Zellen Li-Ionen-Batterie-Management-Analog-Frontend ISL94208 und der Li-Ionen-Batterie-Management-IC ISL94212 , der bis zu zwölf seriell verbundene Zellen überwacht und auf bis zu 14 Bausteine oder 168 Zellen kaskadierbar ist.
Preis und Verfügbarkeit
Der Akkupack-Monitor ISL94202 ist ab sofort im 6mm x 6mm, 48-poligen QFN-Gehäuse und kostet 2,19 US$ (ab 1000 Stück). Das entsprechende Evaluierungskit ISL94202EVKIT1Z steht zum Preis von 328 US$ zur Verfügung und beinhaltet ein Evaluierungsboard, ein Interface-Board mit USB-zu-I2C-Schnittstelle und eine Software-GUI, die den eigenständigen Betrieb oder einen externen Mikrocontroller unterstützt.
