Referenzdesign für ein Batteriemanagement-System

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Das Referenzdesign für ein Batteriemanagement-System von Texas Instruments auf Basis des Batteriewächter- und Balancer-Bausteins BQ79606A-Q1 ist für Überwachungsschaltungen von 6 bis 96 Zellen skalierbar. Das Design implementiert die Batterieüberwachung in einer Daisy-Chain-Konfiguration zur Realisierung eines Systemdesigns für 3 bis 378 in Serie geschaltete Lithium-Ionen-Akkusätze mit Spannungen von 12 V bis 1,5 kV.



Der BQ79606A-Q1 überwacht Temperatur- und Spannungswerte. Darüber hinaus sorgt der Batteriewächter für eine Zustandsübermittlung. Diese wiederum unterstützt Systemdesigner bei der Einhaltung von Sicherheitsanforderungen bis Automotive Safety Integrity Level D (ASIL D), der Funktionssicherheits-Vorgabe der für Straßenfahrzeuge geltenden Norm ISO 26262.

 

Um Antriebsstrang-Systeme wie etwa einen 48-V-Startergenerator vor Überhitzung zu schützen, stellte TI den präzisen Temperatursensor des Typs TMP235-Q1 mit Analogausgang vor. Der durch eine niedrige Ruhestromaufnahme von 9µA gekennzeichnete Baustein bietet eine Ungenauigkeit von typisch ±0,5 °C bzw. maximal ±2,5 °C über den vollen Temperaturbereich von -40 °C bis +150 °C.

 

Der Temperatursensor TMP235-Q1 und die Gatetreiber UCC21710-Q1 und UCC21732-Q1 helfen Designern bei der Realisierung kleinerer Traktionswechselrichter-Designs. Die Bausteine sind laut TI die ersten isolierten Gatetreiber mit integrierten Sensorfunktionen für IGBTs (Insulated-Gate Bipolar Transistors) und FETs auf SiC-Basis (Siliziumkarbid). Sie bieten eine Isolation gegen Spannungsspitzen bis zu 12,8kV sowie eine Nenn-Isolationsspannung von 5,7 kV.

 

Zur Versorgung der Gatetreiber direkt aus dem 12-V-Bordnetz hat TI ein Referenzdesign vorgestellt, das drei verschiedene Arten von Bias-Versorgungsoptionen für IGBTs und SiC-FETs für die Leistungsstufen von Traktionswechselrichtern demonstriert. Das Design besteht aus Verpolungsschutz-Schaltungen, Klemmschaltungen für elektrische Transienten sowie Über- und Unterspannungs-Schutzschaltungen. Bestandteil des Designs ist der neue LM5180-Q1, ein synchroner Abwärtswandler für 100 V und 1 A mit einer Standby-Ruhestromaufnahme von 10µA. 

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