适用于TI LaunchPad的Fuel Tank BoosterPack入门

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下午好,欢迎参加本次由 Element14 和 德州仪器 (TI) 联合主办的网络研讨会。 今天,我们将讨论如何 使用 TI 和 Element14 提供的Fuel Tank BoosterPack 为您的设计添加锂电池充电与管理功能。 我们有幸请到来自德州仪器 (TI) 的 Kayiita Johnson、Miguel Aguirre 和 Ming Yu, 以及来自 Element14 的Vandana Lokeshwar。 网络研讨会过程中,如果您有 任何问题想咨询主讲人团队, 请在聊天或问答窗口输入您的问题。 我将在本次网络研讨会结束时 向主讲人团队提问,现在,有请我们 能力超群的Vandana Lokeshwar。 交给你了。 谢谢,Christian。 我们接下来请Kayiita 先来谈谈 为什么要进行电池管理, 然后,我们对Fuel Tank BoosterPack 略做讨论。 Kayiita。 好的。 谢谢 Christian,谢谢 Vandana。 大家好! 我谨代表德州仪器 (TI) 感谢诸位今天能够前来参加我们的 网络研讨会。 今天,我希望大家都能 从使用我们的 Fuel TankBoosterPack 中获益, 了解它如何高水平运行, 了解 TI 电池管理如何帮助您完成下一项设计。 在讨论这些内容之前, 我们先聊聊电池管理。 为什么电池管理非常重要? 精准的电量监测、发热更少且速度更快的充电 以及充电保护对于您的产品设计有多重要? 首先,我们谈谈快速安全的充电。 您的客户不会希望每次充电数小时 才能将设备充满电。 而且,您还必须确保充电速度 对于用户和电池均安全。 运用可同时优化充电和保护电池的 电池保护与充电技术 至关重要,这样您的设备运行将不会出现电池问题。 第二个理念是最大程度延长电池寿命。 当您的客户拔掉设备电源插头时, 他们希望从这种方式的充电中获得尽可能长的 电池寿命。 作为设计人员,您希望确保您的 测量尽可能准确,从而您的客户能够 最大程度延长每次充电后设备的使用时间。 与 30% 的监测误差相比,如果您的监测误差是 1%, 您就不必长时间防范可能出现的数据损失, 从而能够延长电池寿命。 因您在设备中加入高精度量表 而额外获得的数分钟或数小时 将使您的设备能够在 CNET 或 Wired 电子评论网站上引人注目。 我们要讨论的第三个理念是 使您的电池更智能。 如果手机只剩 2% 的电量并且您不确定手机 是否会在通话或本次网络研讨会时没电, 或者您正在导航到某地 并且希望在手机电量耗尽关机前到达那里, 您就会知道那种焦虑。 在 TI,我们将其称之为电池电量耗尽焦虑。 凭借智能电池, 我们能够解决这些问题、 优化您应用的耗电量 并且通过电池管理获得准确的 电池充电状态读数。 最后,随着物联网和 无线应用的持续发展, 电池管理成为此类 技术进步的坚实后盾。 无线充电将您的日常体验 提升至新的水平。 通过使您的设备能够在其放在桌上或汽车杯架上时充电, 我们可以消除您的电池焦虑。 通过射频波为设备充电 就是将来的充电方式,电池管理将使其成为现实。 现在我要把麦克风传给 Vandana, Vandana 将更为详细地介绍 Fuel Tank BoosterPack 以及它如何帮助 您的设计拥有这些优势。 谢谢您,Kayiita。 早上好,下午好。 我叫 Vandana Lokeshwar,来自 Element14。 我将向大家详细介绍 德州仪器 (TI)LaunchPad 与 BoosterPack 生态系统的一位新成员,它就是 Fuel Tank BoosterPack, Element14 在与德州仪器 (TI) 协作的基础上 设计、开发和制造了这款产品。 Fuel TankBoosterPack 主要用于向 TI 的LaunchPad 开发套件 供应电池电力。 如您在此图中看到的这样, 板上有一个锂聚合物电池充电器、一个电量监测计、 高效[听不清]转换器, 以及主要用于充电与低电量指示的 LED 指示灯。 在接下来的几张幻灯片中,我将进行更为详细的介绍。 BoosterPack 配有一块3.7 伏 1200 毫安功率的 锂聚合物电池。 它可通过您在这块 PCB 的任一端上 见到的 220 引脚接头连接至 LaunchPad。 它与所有LaunchPad 兼容, 无论是 MSP430、TivaC,还是 C2000。 它兼容性强并提供了 各种软件和解决方案, 从而使您能够从这款 BoosterPack 读出温度、电压、平均电流等电池状态输出信息。 因此,它主要 用于实现灵活性、 便携性和移动性。 如今,随着技术的发展, 物联网日益普及并被广泛使用。 拥有这样的灵活性很重要, 您不必依赖于电源, 并且可以通过插入主电源输出端的 电源线获取电能。 现在让我们更详细地谈谈 在此板上电池充电器和 电量监测计能够提供的信息。 我们在使用的是BQ24210-- 24 210, 这些电池是高度集成的 锂离子电池线性充电器, 我们挑选的大多数器件中都有这种充电器。 它们的封装尺寸非常小, 可用于空间有限的应用, 尤其适合便携式应用。 BQ24210 具有单电源输出, 电池充电分为三个阶段。 首先是调节, 然后是恒流模式与恒压模式。 在所有充电阶段, 都有内部电流控制 环路,该环路监控 IC 结温, 并在超过内部温度阈值时 减小充电电流。 它具有高输入电压 范围且在输入端具有 过压保护。 有了它,您便可以使用 低成本非稳压适配器, 甚至能够像电源一样插入, 例如,从作为其电源的 太阳能板或电感应充电板插入。 这块板上的第二个 关键器件是 BQ27510,它是电量监测计。 它是单节锂离子 电池组电量监测计 并与 2.5 伏 LDO 集成, 所有感应均通过外部约 10 毫欧的 传感电阻器实现。 它监控所有电流, 并且采用 TI 的专利阻抗跟踪技术。 它在内部使用算法 测量电池的详细信息、特征 以及性能。 它创建充电预测状态, 使您能够在各种运行条件下 都能将误差降低到 1% 以下。 在电池使用寿命期间, 由于电池的使用和老化, 以及在其内部使用的化学技术, 它还会针对电池老化与放电、 温度以及比率变化 自动调节这类参数。 在它的众多功能中, 它还支持与微控制器相连的 [听不清] 串行接口,您可以使用该接口 读取我们有关剩余电量等内容的报告, 在这些报告中,一般用毫安表示电量,用百分比表示充电状态, 用分钟表示电量耗尽的时间,也就是电池将在何时 放电完毕。 可以读取以毫伏为单位的电池电压, 还可获得以摄氏度 表示的温度。 现在说一下我们随此器件 提供的软件如何报告 我们刚刚提到的这些详细信息。 BQ27510 还配有约 32 字节的 内部非易失性存储器, 可存储所有电池单元信息, 这是算法的工作基础。 此外,在板上也有两个高效直流/直流 转换器。 如此处所示,效率最高约达 96%。 它集成了1.8 安开关 并具有约 1.8 至5.5 伏的 宽输入电压范围。 我们这里有其中两款,一个适用于 3.3 伏, 另一个适用于 5 伏。 如前所述,通过 BoosterPack 连接器或LaunchPad 连接器 即可为 LaunchPad 供电。 这些连接器中已设置了 3.3 伏和 5 伏, 插入电池即可从 BoosterPack 电池获得电能, 为您的LaunchPad 供电。 您甚至能够将不同BoosterPack 的生态系统 构建到该器件上,如使用传感器 BoosterPack、无线BoosterPack 等等。 我将在幻灯片中提供一些示例。 如前所述,我们对 BoosterPack 提供了完整的软件支持, 并且还支持TivaC LaunchPad、MSP430 和 C2000。 您所要做的就是安装 Code Composer Studio。 我们有一些5.4 版本的项目示例, 您还可以将其用于更高版本。 安装软件后,USB 串行通信 接口驱动程序即已安装, 这将帮助您通过 LaunchPad 硬件 与 PC 通信。 打开具有波特率预设条件的终端后, 如此处所示,您能够读取 该电池的所有不同参数, 因此您能够读取 温度、电压以及电流等等。 Element14 和TI eStore 提供了每款 LaunchPad 的 所有项目,用户手册中提供了 所有详细文档。 此外,除随Code Composer 一起提供的支持外, 我想谈谈为支持 此 Fuel Tank BoosterPack而创建的 Energia 库。 现在谈谈Energia - Energia 主要是基于布线和Arduino 框架的 开源原型平台, 它由社区打造并具有您在此网站上 见到的这个 IDE。 任何用户都能够利用它轻松开始。 它是用户代码集。 人们将自己基于不同 LaunchPad 和 BoosterPack 的代码贡献给该社区, 从而使您能够将代码 轻松用在整个 LaunchPad生态系统上。 这便是支持的板列表或在 Energia 中 支持的 LaunchPad,没错,MSP430、TivaC,还有旧版 StellarisLaunchPad。 Energia 另一个令人叫绝的地方 是支持 Mac、Linux以及 Windows 操作系统。 该代码在此提供了一个链接, 您可以下载真实代码, 并且,在针对您拥有的 各版 LaunchPad将 Energia ID 安装到 PC 后,您可以在此处 从 Energia 库的这些文件下将该代码下载到您的 Energia 安装程序并直接运行示例。 这个示例是根据 TivaC 创建的, 但是,将其迁移到其他器件 也非常简单,即使将目标变为 MSP430 或 C2000 LaunchPad也一样简单。 如果您在使用任何其他目标硬件, 它可帮助您在数分钟内启动。 同样的效果甚至在这也能实现, 该软件使您能够读取电池温度、 电量、充电状态以及我们先前提到的 不同参数。 我想说的另一件事是 Energia 库甚至还与 其他 BQ 器件兼容, 这得感谢来自Energia 社区的 Rei Vilo 为这个库做出的贡献。 它相当有趣。 关于 Energia 的用途,我们还有很多示例, 它还可用于其他 BoosterPack、 配备 Fuel Tank 的LaunchPad。 建议您访问此处提供的网址 energia.nu, 了解有关实际 IDE 软件 以及如何将其用于您的应用的更多详细信息。 现在,我们谈谈德州仪器 (TI) LaunchPad 与BoosterPack 生态系统。 该生态系统包括 各种组件、各种不同的硬件、软件, 以及开发人员创建微分器项目 和解决方案所需的 解决方案参考文档。 从硬件角度来说,该生态系统 由 LaunchPad和 BoosterPack 构成。 LaunchPad实际上是 一款由 TI 提供的基于微控制器的开发套件。 BoosterPack 是在 LaunchPad 顶部 安装的插件模块。 TI 现已将所有这些连接器标准化, 从而即使是第三方也能够针对特定于应用的不同需求 开发不同的BoosterPack。 无论这些应用是无线设备还是感应类设备, 第三方都能够开发, 因为现在该接口已经标准化。 只要您支持板上的接口, 就能够将其插入任何基本款 LaunchPad。 关于在不同的应用中如何使用 Fuel Tank BoosterPack,这里有 几个示例。 比如,电池供电的NFC 或 RFID 标签读取器。 TRF7970A 有集成式模拟前端 和数据保存设备,适用于 13.56MHz RFID NFC 通信系统。 将 5529、MSP4305529 LaunchPad 以及电池 BoosterPack 组合在一起,可以得到独立式免电源型 RFID 标签读取器。 另一个展示Fuel Tank BoosterPack 灵活性和便携性的 应用示例是创建 低于 1GHz 的多点射频温度 感应节点。 CC110L包含 无线电模块和集成式天线, 支持欧洲的ISM 带、 868MHz以及美国的 900MHz 频率。 软件堆栈。 它还提供软件堆栈。 搭配使用 TI 的这款采用 TI 器件 TMP006 的 温度传感BoosterPack, 您能够创建低功率温度传感器 应用。 此外,它还可用于星状网络拓扑, 支持一个中枢节点, 或多达约四个传感器节点。 现在,将我们的 FuelTank BoosterPack 添加到其中, 您便创建了无需使用主电源系统 供电的无线 传感器节点。 我想在此展示的另一示例 是 PC HID 应用或者说基于 TivaC LaunchPad 的 空中鼠标。 首先,向其添加传感器中枢 BoosterPack。 传感器中枢主要包括 压力传感器、温度传感器、加速度计和 陀螺仪。 然后,添加两个套件:802.15.4 或 ZigBee 收发器包。 现在,利用这些传感器,您能够提供 完整的无线鼠标体验。 您可以检测一下动作。 搭配使用电池型 BoosterPack, 可实现高度灵活性和移动性, 使您无需 再使用主电源供电。 这些只是几个快速演示方案, 它们利用了整个 BoosterPack生态系统。 您还可以利用市面上的连接器 将多个 BoosterPack一个一个 堆叠在LaunchPad 上。 您还可以创建自己的应用、 自己的BoosterPack。 您还能够扩展整个 生态系统。 我就讲到这里,现在我把麦克风交还给 Kayiita, 请他为大家介绍一下TI 电池管理产品系列, 并深度讲解不同的器件 及其功能。 好的。 谢谢您,Vandana。 现在让我们回顾一下我前面讲过的有关电池管理的内容,包括 安全快速的充电、最大程度延长电池寿命、 使您的电池更智能以及无线充电。 这些是支持TI 电池管理和 这款 BoosterPack的关键理念。 下面谈谈我们如何将其变为现实。 TI 电池管理使您能够在开发中 采用最新技术, 比如阻抗跟踪,它是 TI 专有的算法, 可实现比冷却计数算法或其他算法 高得多的精度,能够提供 高达 99% 的精度和 90% 以上的 效率,并减缓电池性能下降。 除此之外,还有我们速度更快、发热更少的充电技术。 第二,我们拥有全套电池 管理产品系列, 我们还提供各种部件,从电量监测计、充电器到 身份验证、保护 ISE、集成部件等等,应有尽有。 这些是依托200 多位工程师的 丰富经验和专业知识打造而成的 高性能产品。 第三,我将通过接下来的幻灯片 重点讲述如何使您的产品 更快投产和和上市。 TI 电池管理可缩短开发时间, 这得益于我们为您提供的 丰富资源,比如 应用手册、可供您与 我们公司的高级工程师 互动的E2E 论坛、 只需数分钟就能实现电源设计的 PowerLab 和 WEBENCH 以及各部件的评估模块, 当然,还有我们的Fuel Tank BoosterPack 等等。 我现在要讲述下一张幻灯片。 我们可通过这张幻灯片深入了解 更快投产。 我们拥有丰富的资源,例如 TI Designs, 它是一个示例设计集,可帮助您更快投产, 因为它们拥有已建好的方框图以及 测试设计所需的技术资源, 并且这些都是久经实践证明的成熟设计。 将这些用作基点将极大减少 创建新设计所用的工时。 我们提供多达 73 项应用的系统方框图, 包括太阳能应用、电表、 电动自行车等,为您的设计 实现增值。 此外,ti.com/battery 上也有一个很好的资源, 即电池管理大学。 这是一个讨论诸如正确选择充电器和无线电源设计 等热门主题的视频集, 讨论的内容将有助于您进行电池管理设计, 并使您了解TI 电池管理 产品系列以及这些产品对您的帮助。 最后,利用这款BoosterPack 和Gauge Studio 等工具。 Gauge Studio 是一个令人激动的新研发成果, 可帮助您更快地为您的设计作出电量监测决策。 最新技术将帮助加快 您的设计速度,并将您的设计 更快推向市场。 这里简要展示了 利用 TI 电池管理设计的产品。 从充电器、电量监测计、电池监视器到 保护与身份验证,这些产品展示了 我们的产品系列对于您完成整个 电池管理设计的帮助。 深入了解一下这些技术,您就会知道 这些技术会对您的下一项设计带来的影响。 我们的阻抗跟踪算法 可实现高达99% 的精度, 从而延长您的电池运行时间与使用寿命。 我们的充电产品系列 和能量收集设计可帮助您设计无线电源产品, 我们的身份验证具有高性能和高安全性等优势。 另外,我还想谈谈 电池管理的影响。 从这张幻灯片可以看到, 电池管理对许多行业中的 众多应用都有重大影响, 包括消费品、工业、汽车、医疗等等。 [听不清] 我们的许多产品,包括电量监测计和 充电器,早已配备在诸如 Brammo 自行车、 电动摩托车、各种各样的可穿戴设备、蓝牙扬声器 及其他产品中。 我就讲到这里,现在请 Miguel 来谈谈TI 电池充电产品系列 以及该产品系列为何能够对您的下一项设计 产生重大影响。 谢谢您,Kayiita。 大家好! 希望今天大家都能获益良多。 现在我来谈谈TI 的充电产品。 我们在开发 TI 充电器时,重点关注了几个方面, 精度就是其中之一。 我们的一些新款电池充电器 实现了 1%或更高的精度。 总的目标是使您能够 以更积极的方式给电池充电、 为电池充入更多电量 以及显著延长电池运行时间。 效率。 如今,很多产品的电池容量 越来越高,外形却越来越小巧。 在控制发热的前提下确保高效率已成为一大难题。 系统设计者在许多时候 都在尝试最大程度延长电池的运行时间, 这意味着要采用大容量电池。 但是,当您尝试给这样的电池快速充电时, 还需要考虑不能超过热预算。 凭借我们的一些新款器件,如 BQ24190, 当我们以 3 安培、4 安培及以上的充电电流充电时, 我们实际上能够实现 90% 以上的效率。 此外,我们还提供多种其他功能, 以力求使系统设计 更简单、更智能、 更小巧。 我们提供种类繁多的电池充电器供您选择。 Kayiita 刚才提到了线性开关模式、 无线模式,此外还有笔记本电脑充电器等,应有尽有。 电池采用的化学成分也是多种多样,如锂离子、 锂离子磷酸盐、镍氢等。 我们有 BQ24040 等极小尺寸的解决方案, 这款充电器的尺寸是 2 x 2 毫米,可提供 30 伏电压保护, 充电电流最高可达 1 安培。 另外,我们还有2 安培 高效开关充电器 BQ24250、 3 安培充电器BQ24260、 以及 4.5 安培充电器 BQ24190, 其中有些充电器还提供诸如 USB OTG 等功能, 您实际上只需使用一个电感器 即足以为电池充电 或向输入端供应增压电压, 从而减小解决方案尺寸。 除单节电池充电器外, 我们还拥有多节工业型 充电器,例如具有极高效率的 集成式FET 4 安培 充电器 BQ24170。 对于更高的电流,例如 6 安培、7 安培, 我们有 BQ246xx 等系列控制器, 它们是所有智能元素集成于 IC 的充电控制器。 您需要确定配有外部 FET 的应用的尺寸, 以便确定您要提供的电量。 我们还拥有高级的笔记本充电器, 例如 BQ247xx系列, 它们具有适用于英特尔设计的[听不清]升压功能。 除此之外,我们还提供许多其他功能。 电源板使您能够加电启动系统, 即使电池电量耗尽也无妨, 这样您就无需额外花时间连接产品电源, 您的产品加电启动需要 20 分钟或 30 分钟。 JEITA 是源自日本的标准, 它专门针对充电曲线随电池温度变化的 对比情况。 然后是热调节,它可使您的系统设计 能够将温度保持在较低或受控的水平, 此外还有许多其他功能。 请看下一张幻灯片。 现在我们专门谈谈在这款 BoosterPack 上 使用的充电器 BQ24210。 这实际上是款线性充电器, 专为与太阳能板配合使用而设计。 您可以连接 USB 电源来为您的电池充电, 或者,您还可以另外连接太阳能板。 我们还提供可通过电阻分压器编程的 VIN-DPM 功能。 您还可以尝试使您的设计提供 尽可能大的电流。 除此之外,您还可以 将您的太阳能板个性化, 并尝试创建MPPT 系统, MPPT 是指最大功率点跟踪, 其使用方式如同这个 VIN-DPM 功能, 但前提是您的环境的受控情况良好。 除此之外,我们还提供受限充电模式, 这意味着当您的电源受限时, 我们可以按降低后的速率充电, 无需太早跳脱终端。 我们大多数的充电器都能够 使您以极低成本实现输入电流保护。 在本例中,我们使用了 20 伏充电器, 其工作范围是 [听不清]至约 7.5 伏。 请看下一张幻灯片。 这张快照展示了我们在BMS 或者说电池管理系统中 提供的不同类型的充电器。 在本例中,我展示的是单节电池 充电器。 我们在充电器保护前端某处设有保护器件, 用于保护下游系统 免受外部适配器故障的 影响。 我们拥有适合能量采集应用的 BQ255 系列, 该系列可从单节电池太阳能板上运行, 然后为超级电容甚至是 电池或薄膜电池类型的元件充电。 现在了解一下极低功率产品。 在本例中,我们要谈谈 在这些类型转换器的输入端上 以 300 微伏或 200 微伏运行的器件。 除此之外,我们还有 TPS6273x 系列, 这些是超低功率降压转换器。 这一器件 能够在负载电流为 15 微安时 实现 90% 的效率,15 微安的负载电流会在 没有负载时转化为大约300 纳安的静态电流, 性能表现非常出色。 如果您留意我们称作有线充电的部分, 您应注意到我们提供线性充电器、开关模式充电器 以及单输入、多输入、电源路径等各种各样的功能, 这意味着您既可以实现电池输出, 也可以实现系统输出。 这使您即使在电池电量耗尽时, 也能够快速加电。 我们最近发布的部分产品包括 开关模式 2425x、30 伏 3 安培 2426x 以及 2419x。 最后,我们谈谈无线充电。 对于无线充电,有许多有趣的内容。 TI 实际上发布了两个版本的无线充电器, 两款均符合 WPC 1.1 标准。 BQ51101x 和 5105x目前均已发布, 其他部件仍在不断增加之中。 现在我要把麦克风交给 Ming, Ming 将简单谈谈TI 电量监测计。 谢谢,Miguel。 希望大家对以上演示感到满意。 通常当我们谈到电池电量监测计 或监测算法、瞬变方式时, 我们以电压或冷却计数为基础单位。 但是,在不同的终端应用和不同的负载条件下, 越来越多的客户发现 使用传统方式 以他们报告的精度来测量电池容量 已不再足以应对当前需要。 他们在探究如何使用 电量监测计精确预测剩余的电量, 以及如何使用电量监测计预测 电池的持续供电时间。 充电状态和运行状况报告 已成为电量监测计的最低标准要求。 在 TI,我们更进一步推动了该方面技术的发展。 大多数客户在不同环境条件下 报告电池状况时都会看到很大的误差, 这是因为电池内部的阻抗 随温度变化,从而会缩短 电池的使用寿命, 并导致在使用传统方式测量电池容量时 出现许多误差。 相比之下,运用由德州仪器 (TI) 开发的 已获专利的阻抗跟踪算法技术,即使电池仍在使用 或部署在现场,我们也能够 主动获知电池内部的 阻抗。 该算法会自动 在电量监测计内部运行。 对于系统设计员而言, 电量监测计是非常独立的器件, 它无需主机即可用于开发各类算法。 系统只需从电量监测计 读取全部信息,然后电量监测计 将根据不同的环境条件报告 情况。 阻抗跟踪算法的精度 极为出色, 高达 99%。 现在让我们看一下在这张海报中 使用的电量监测计。 这是 27510-G3 电量监测计。 它是一款成熟的器件, 采用 QFM 封装,PCB 构建成本 极低, 是我们的高端主机站点电量监测计。 这意味着,该电量监测计将安装在系统板上, 如果设置合适的化学参数与配置, 这款电量监测计的精度可高达 99%。 现在谈谈即用型解决方案。 我们所讲的即用型解决方案是指, 一旦化学成分以及所有设置均已正确配置, 您的系统就只需 读取[听不清]通信日志 以读出所有参数,例如充电状态、 剩余电量、电池充满时间、电量耗尽时间等。 我们有大量信息 在电量监测计寄存器中计算和存储, 并支持主机读取。 我们还提供如下中断类型: 当电池电量低或存在触发[听不清] 中断条件的其他一些问题时, 这类中断就能够使硬件在主机侧 中断。 以这种方式托管时,您不必总是要轮询到 电量监测计才能读取。 您可以设置特定的阈值,然后中断器会在特定阈值时 触发至主机侧, 然后,您可以从主机唤醒 并从电量监测计读回。 这更像是在主机侧使用的 更高级的电量监测计。 在下一张幻灯片上,请转到下一张 幻灯片。 是的。 您可以看到,我们拥有各种各样的 电量监测计。 乍一看到这张图, 您可能会有点懵,现在我来解释一下各个部分。 从左往右查看列, 最左边是我们的电池管理单元。 我们称之为电池管理单元。 这意味着,它不只是电量监测计, 而是一个能够控制放电的电量监测计。 我们提供这个控件是因为 我们在两年前开发了最长使用寿命算法, 该算法有助于充电器以能够最大程度延长电池寿命的方式 给电池充电。 我们将其称为最长寿命。 它控制充电器的方式是通过[听不清]。 接下来看顶部的两个器件, 这些是系统端 BMU。 27530 与我们的充电器 2416x 兼容, 27531 与我们的充电器 241x 兼容, 电量监测计本身就能够完成 对充电器的所有自主控制工作。 这意味着,在主机侧, 您实际上无需拥有独立的算法集 来控制充电器。 电量监测计即可完成所有工作。 虽然这是双芯片解决方案, 但是我们有许多客户已实施了这个解决方案, 并已证明该解决方案 可提供额外的电池寿命。 在底部,这是电池组侧的 BMU。 原理相同,但是 4360 位于电池组中。 主机侧电量监测计和电池组侧电量监测计 原则上采用相似的算法, 但是它们可能因位置不同 而在 IO 中采用不同的硬件。 另请注意,高端 BMU 是 电量监测计控制充电器。 左侧第二列 是高性能电量监测计和保护器。 我们所熟知的高性能电量监测计 27510 已在BoosterPack 中使用, 它采用 QFM封装。 我们还有在主机侧使用的产品 27520, 它采用更小的 CSP 封装。 这两款产品是最常用的主机侧 高端电量监测计。 底部方框中列出的是电池组侧高性能电量监测计产品, 其中包括采用QEM 封装的 541、 541 的545 CSP 版 以及在电量监测计中集成了保护器的 27741。 该电池组侧电量监测计可使客户 在电池组生产过程中将电池 连接至电量监测计。 将这些电量监测计装入电池组后, 将永不再取出, 电量测量计将始终与同一电池在一起。 在精度方面,可以说 电池组侧电量监测计 可实现最高精度。 28Z610 也是具有集成式保护器件的 电池组侧电量监测计。 它采用 QFM 封装。 刚才介绍的是电池组侧高端电量监测计系列产品。 左边第三列 是可轻松用于各种应用的 电量监测计,主要面向 不要求较高精度但需要快速 开发电量监测计的 客户。 他们希望尽可能缩短 开发周期,而无需考虑细节 并进行详细的化学成分设置。 他们的理想器件有些类似于即插即用型 电量监测计,具有合适的参数设置和 合理的监测精度。 421、441、621 的误差为 5%,符合此类客户的设计要求。 设计非常简单,首先选择电池, 例如 4.2 伏或 4.35 伏电池, 然后,您只需选择合适的部件 放入您的系统中 并改动大约3、4 个参数, 就可以实现5% 以下的误差。 以上就是此类电量监测计的重点。 我想指出的是 421具有集成式传感电阻器。 这意味着您不必添加外部传感电阻器, 从而可节省 BOM 成本。 441 是面向高电流应用的电量监测计, 它采用 QFM封装 并具有外部传感电阻器,这些电阻器可以处理 8 至 10 安培范围内的电流。 621 实际上是我们的高级算法, 也被称为 IT PVC 的阻抗跟踪, 这意味着它采用阻抗跟踪技术,这张是阻抗图, 这是动态电压相关性。 这意味着,电流是通过仿真或计算得出, 而不是测量值, 因此无需传感电阻器。 此器件的优势是功耗极低, 在激活模式下只有 27 微安。 此外,该器件仅测量电压, 当您将该器件放在系统板上时,您会感到特别 灵活。 它无需更靠近电池。 如果您希望测量电流, 则需要将电量监测计放在更靠近电池的位置。 621 是最灵活的器件, 只要您能够持续监测电池电压, 就可以将其放在系统板上的任意位置。 在电池组侧,还有一个易用型低端电量监测计 27411。 这款器件已经 [听不清], 您可以在线订购。 它是 441 的对应器件。 主要针对不处理高电流 但希望将电量监测计 置于电池组侧以获得 更多优势的客户。 右侧最后一列 是 ID 芯片以及一些身份验证器件。 这些芯片和器件均配备在从 2022 至 26100 的 电池组中。 2022 是迄今为止最受欢迎的 ID 芯片, 您可以将独一无二的密钥存入该器件, 以便您的主机对电池组进行身份验证, 可用于确保对正确的电池组充电等用途。 现在有很多客户将 4.2 伏电池与 4.35 伏电池弄混。 主机需要了解允许对哪个 电池充电。 26100 采用 SHA-1身份验证, SHA-1 是更高级的身份验证协议, 我们也将其纳入了我们的电量监测计产品系列。 以上所讲的就是我们的 电量监测产品系列,您可以 根据您的尺寸要求、电流要求以及 您希望达到的精度,挑选您想要使用的 器件。 现在请 Kayiita 为大家介绍下一张幻灯片。 谢谢 Miguel和 Ming 为我们讲述 充电与电量监测产品系列。 除了Fuel Tank 上的 电池管理部件外, 我们还想介绍以下电源组织的 互补部件, 即 TPS63001降压-升压[听不清]。 它已在 FuelTank BoosterPack 中。 它其实属于一个更大的产品系列, 该产品系列在广泛的范围内具有极高的效率 [听不清]. 自从 TPS63K系列发布以来, TI 推出了许多全新降压-升压产品, 它们的尺寸更加小巧, 并具有可编程软启动等功能。 效率高达 96% 的 63001是此产品线中的最新产品, 它也提供集成式软启动功能, 并具有低于 30 毫秒的电压纹波。 有关这些部件及其如何 为您的设计增加优势的更多信息, 请联系 Anne Lu,电子邮件:anne.lu@ti.com。 您可以从本演示中见到, TI 电池管理提供了大量资源, 使您能够借助更智能、更安全、运行时间更长 且采用最新技术的电池更快投产。 接下来,我们去哪儿? 当然是访问estore.ti.com 上的 TI eStore 购买Fuel Tank BoosterPack。 售价 $26.99,真是划算。 您还可以看看其他一些 EVM 和部件。 当您着手了解 TI 部件时,不妨看看这个很棒的资源。 要了解有关 TI 电池管理产品系列及其如何帮助您的更多信息, 请访问ti.com/battery 获取更多 信息。 您可以获得样片、应用手册、参考设计等等。 现在,如果您希望赢得这五个 BoosterPack 中的一个, 请确保遵照注册页上的 说明进行操作。 请将您所邀请的与会人员的信息 通过电子邮件发送至techsupport@element-14.com。 我们仅会将电子邮件用于 找出提及人数最多的人。 再次感谢您收听这个演示, 现在,我们进入答题时间。 我们在网络研讨会过程中 收到了许多问题。 Christian,您能否为我们出示一些问题? 好的,当然可以。 谢谢您,Kayiita。 第一个问题来自Jason [? Rubadu, ?], 他问,是否可以使用其他电池 代替这个电池? 谁可以回答这个问题? 我是 Ming,我来回答。 说到其他电池, 首先,从电量监测计 角度来看,每个电量监测计,例如 510, 都有许多专用于 某种电池的参数,例如 设计能力、充电电压、 截止电压。 如果您使用其他电池, 则需要修改这些参数。 从充电器的角度来看, 充电器适用于在 Fuel Tank 上 使用的特定器件,因为 4.2 伏特是截止电压。 所以,从理论上来说,可以对任何支持 4.2 伏的器件 充电。 最大充电电流则为 800 毫安。 谢谢您的提问。 有一个来自Jonathan James 的问题。 EPROM 的预期寿命是多少? 他还在括号中还写道,EPROM 多久写入一次? 在电量监测计或充电器中 是否会涉及到 EPROM? 他没有指定请谁解答。 可能你们要轮流解答问题。 好的。 我将继续并讨论510 电量监测计。 电量监测计27510 使用闪存。 它是基于闪存的电量监测计。 这种电量监测计通常分为两个部分。 其一被称作指令闪存,即存储所有算法的 存储器,属于固件。 在使用这种电量监测计期间不会重新写入。 在 TI 工厂中编程后,就已经完成。 另一部分是数据闪存, 数据闪存可供您在其内部存储 所有配置参数。 还有一部分称为电阻, 因为我们采用阻抗跟踪技术。 我们要获取阻抗数据并将其储存在数据闪存的 某些部分中。 我认为,该闪存可读写 2 万次。 这意味着该闪存在使用很久之后 才会磨损。 在充电器侧,该特定设备上 没有双 EPROM。 好的。 非常感谢。 下一个问题来自Eduardo [? Corteno。 ?] 他说,他希望没有跑题, 但他想知道Stellaris 的情况。 它停产并由 Tiva 取代了吗? 为什么? Kayiita,您可以回答这个问题吗? 当然可以。 我想知道[听不见]是否还在线上。 好的。 关于 Stellaris与 TivaC 的问题, 我想简单地说一下 TivaC 并谈谈它如何在 TI 取代了 Stellaris。 您可能听说,许多 Stellaris 已停产, 部分软件库 正在转移到TivaC, 因为我们想要确保我们的产品可以满足 更多客户的需要。 使用 RM 基础并将其当做 TivaC、TivaL 等 Tiva 产品的基础会使我们的客户 能够引入其他设计的代码并加快项目进度。 我们希望确保您的设计 能够更快完成, 从 Stellaris过渡到 TivaC 可帮助实现这个愿望。 希望这能够解答您的问题。 好的。 非常感谢。 接下来的这个问题来自 Don Bertka。 ?] 您能否谈谈在电池上能够 储存多少电量? 即,电源储存效率怎样? 好的。 对于这个问题,我认为我们的电量监测计 与传统的以电压为基础的电量监测计不同。 我们只有方程式。 我们的输入是电流、温度、阻抗, 并且该方程式将计算 剩余容量。 对于电压,我们确实有开路电压, 它取决于该特定电池上 所用的化学成分。 但除此之外,我们并未储存很多电压点。 我不知道这是否解答了您的疑问, 但我们不是传统的基于电压的电量监测计, 它使用其他查找表。 好的。 谢谢。 有一个来自Bing Huang 的问题。 阻抗跟踪是否始终 只能用于同一电池? 能否切换到另一个已在使用的电池? 对于 510,必须使用同类电池。 您可以从使用新电池开始, 在电池老化后 转为使用其他电池。 我们在该器件中 内置了可检测您所插入电池的阻抗的 仲裁算法。 它们可以确定 这是新电池、用过的电池 还是上一款电池。 在获取阻抗数据前, 将持续进行多次判断。 但是,对于 510,必须是容量相同,化学成分不同, 使用年限不同。 我们确实有其他电量监测计。 它不在该列表上,但是在我们的网站中, 它是 27501。 在该电量监测计中,您储存了两类充电配置, 使您能够使用全部两种不同类型的电池、 不同的容量、不同的化学成分。 两种类型均可使用。 但是对于 510,您仅可使用相同类型的容量 但是不同使用年限的电池。 下一个问题来自 Brad Walsh。 他问,这些模块如何测量电池温度? 电池是内置了热敏电阻器 还是通过内部阻抗测量进行评估? 我想这取决于板开发, 我在这里看不见具体情况, 别担心, 对于没有在此环节现场解答的问题, 我们将记下您的所有问题, 稍后我们将在博客上发布所有问题 并附上答案,本视频也会一起发布。 下一个问题来自Andrew Spencer。 我见到锂离子电池制造商 仅通过电池组汇编器出售电池,然后将安全线路 添加到电池组。 安全电路是否存在任何 TI 充电芯片 交互问题? 当您选择电池组 并且选择充电器后, 您需要时刻留意工频恢复电压的阈值。 如果电池完全放电, 通常有两类保护, 即欠压和过压,在一些情况下, 还增加过流保护。 如果见到欠压,通常保护器会欠压, 电池制造商将 向您提供进入阈值和 退出阈值。 比如,您充电器的默认值为 3.5, 则退出阈值是2.9 或 3 伏。 它仅给出 500毫伏的 Δ 值, 在有些情况下,这还不足以关闭该保护器, 因此答案可能为“是”, 并且这是您在考察充电器时应关注的方面, 您需要了解默认 输出电压和电池组规格, 以确保不会有问题。 在过压侧,通常 我们的充电器具有 1% 或更高的精度, 大多数情况下,我们发现大多数电池 在过压时其实超出我们的精度。 从这一点来看,通常我们 在这方面是相当安全的。 好的。 有一个来自Harry Sampson 的问题。 能否针对不同的电池化学成分 对相同的电量监测计重新编程? 是的,当然可以。 基于闪存的电量监测计在灵活性方面有优势。 如果您插入您的主机能够分清的 其他电池,则主机能够在电量监测计中 重新编写配置文件,以与您将使用的电池 兼容。 好的。 谢谢。 有一个来自Carlos [? Urquieta 的问题。 ?] 他问,如果电池发生短路, IC 可以自我保护还是会被烧毁? 好的。 继续。 从充电器的角度,我想,Ming, 您还可以从电量监测计的角度谈谈这个问题。 充电器 IC 具有短路保护功能, 当电池短路时, 充电器将尝试以极低的电流充电, 电池会受损, 充电器自身不会损坏。 是的。 从电量监测计角度来看,电量监测计不会受损, 因为发生过流时,保护机制就会介入, 您在电池上不会看到任何电压。 电量监测计不会受损。 好的。 非常感谢。 我想,我们的问答环节现已 接近尾声。 哦,不好意思。 我们又收到来自Kevin Stewart 的另一个问题。 将锂离子电池与充电及电量监测电路 匹配的最佳方法是什么? 好的。 对于电量监测计,这非常简单。 在我们了解您在使用什么电池后, 我们可以进行放电以得到放电曲线, 从而确定化学成分曲线。 我们有一个存储了数十万 配置曲线的数据库,所以我们可以进行比较, 以了解您应使用哪些化学 ID。 然后,我们将其放入您的配置文件中。 从充电器角度来看,最为重要的是 了解电池的规格: 您想使用的充电电压以及 电池制造商允许您使用的 充电电流。 您可以从这些规格着手,选择 满足这些要求的充电器。 选择充电器之后,您想要实现的功能 就取决于系统设计了。 您是否想带着电池电量耗尽的电池外出? 您是否关心电池电量耗尽时开机之类的事情? 好的。 非常感谢。 如果没有其他问题, 我想感谢德州仪器 (TI)团队为我们带来 此次生动有趣的网络研讨会。 我的同事,Vandana Lokeshwar。 我们将与德州仪器 (TI) 一起在不远的将来 举办更多网络研讨会。 我们又收到一个问题。 稍等片刻。 最后一个问题,这些充电器支持 多少节电池? 多少节电池? Fuel Tank 上的 24210是一款单节电池充电器。 不过,在我们刚才展示的关于不同充电器的 幻灯片上可以看到,从锂离子的角度, 理论上来说,我们的充电器可以 为从单节到五节的电池充电, 这取决于具体的充电器。 Fuel Tank 目前专为单节电池 充电而设计。 好的。 非常感谢。 我想借本次网络研讨会参与者 Don [?Bertka?] 的称赞 结束本次网络研讨会, 他代表我们 社区中的很多忠实成员。 他想说,这是一次非常出色的网络研讨会,他受益良多。 借此,我想感谢整个 德州仪器 (TI) 团队和Vandana,敬请关注 德州仪器 (TI) 和Element14 将来推出的更多网络研讨会。
课程介绍 共计1课时,57分18秒

适用于TI LaunchPad的Fuel Tank BoosterPack入门

TI Launchpad BoosterPack 充电 锂电池 管理 Fuel Tank

本视频将讨论如何使用Fuel Tank BoosterPack 为您的设计添加 锂电池充电与管理功能。 Kayiita 先来谈谈 为什么要进行 电池管理, 然后,我们对 Fuel Tank BoosterPack 略做讨论。

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