Diseño dual de la batería inteligente y diseño de PCB

Question

Tengo un sistema que funciona con un 7.4 V batería de Ion de Litio. El sistema, que es una combinación de procesador módulo y sensores, dibuja una cantidad variable de corriente a las fluctuaciones de voltaje (5V, 12V, -12V, 6V...) pero tira de unos 10 vatios. La batería elegí es bastante considerable de 10 amperios-hora.

Esto comenzó con una sencilla línea de cargador que no es ningún problema. A continuación, característica de fluencia (suspiro) y ahora estoy con la tarea de un doble batería + cargador de gas con medidores. Eso significa que hay hasta 3 fuentes DC para ser administrado dos baterías y un puerto de carga. Y he de dos meses.

Una manera de hacerlo es usar una completa chip como el LTC1760. Este tiene soporte para dual inteligente de baterías y una potencia de ruta de la arquitectura, todo ello gestionado desde SMBUS. Es en TSSOP-48. Que crea otro problema - tienes que venir para arriba con el inteligente de las baterías, pero se puede comprar fuera de la plataforma (porejemplo). Yo no creo que es razonable hacer inteligente de baterías, desde cero, en este caso!

La pregunta es:

• Es esta complejidad, donde no es justificado? Si tengo que poner en un tipo de medidor de gas, el sistema de batería inteligente tiene que pero realmente requiere de un cargador de batería inteligente chip.
• Yo no puedo ver cómo (simplemente) apoyo de dos baterías, multiplexado con la línea de carga, excepto mediante el LTC1760. Es esto realmente un escenario común?
• El LTC va a cambiar de modo de grandes corrientes. Esto conduce fácilmente a la RFI problemas y suministro de ruido. Es un requisito para un TSSOP-48 chip como este que debo ir a un 4-capa de la junta? O podría obtener de capa 2? Yo no he hecho 4 capa de antes, pero hay una buena información sobre stackexchange!

Answer 1

El LTC1760 es un dispositivo todo en uno. Esto significa que usted querrá mirar el tamaño de la placa, el costo de las partes y los costos de ingeniería de ambas opciones para determinar si desea utilizarlo o no. Si tiene volúmenes muy bajos, los costes de ingeniería dominarán. En cualquier caso, el chip tiene tres funciones principales:

(1) Combinar las fuentes de energía.

Como sólo necesitas conmutar alrededor de 1A, puedes utilizar diodos para ello. Usa diodos shottky si puedes tolerar ineficiencias, o usa "diodos ideales" como el LTC4358. Si su entrada de CC es mayor que el voltaje de carga de la batería, no necesitará ningún tipo de conmutación/control inteligente - los diodos se cerrarán cuando se aplique la energía externa.

(2) Cargar las baterías

Para la solución más sencilla, dale a cada batería su propio circuito de carga. Si quieres ser más sofisticado ('quiero cambiar completamente una batería antes de pasar a la siguiente'), añade MOSFETs duales o utiliza la entrada 'enable' en los cargadores.

(3) Controlar todo desde Smbus/I2C

Esta puede ser la parte más importante. Si tienes una gran CPU y pocos GPIOs disponibles, el LTC1760 es mejor, ya que sólo requerirá un único bus I2C y contiene tanto mosfets como drivers para ellos. Si tienes un microcontrolador pequeño, puede ser más fácil para ti evitar la programación I2C innecesaria controlando la conmutación de potencia directamente.

Esto nos lleva al último punto: ¿cuánta capacidad de control necesitas? Si quieres controlar todos los aspectos del sistema (¿qué batería descargo primero? Este adaptador DC sólo puede proporcionar 20W, así que no cargue todas las baterías a la vez. etc...) entonces el LTC1760 es mejor. Si sólo quieres que todas las funciones sean automáticas ('Descargamos la batería con mayor voltaje. Cambiamos cuando el dispositivo se enchufa a la pared'), quédate con una solución más discreta y ahórrate el trabajo de programar el firmware.

Por último, las baterías inteligentes son estupendas si tu proyecto se lo puede permitir. Yo he utilizado las de energía inspirada como si fueran pilas normales: descarga directa y carga con el cargador CC/CV. Son geniales porque proporcionan un corte de seguridad, y porque proporcionan métricas fáciles de usar en la interfaz smbus como "capacidad restante" y "tiempo hasta la descarga completa".