大聯(lián)大旗下世平推出以晶豐明源（BPS）LKS32MC453 MCU和杰華特（JOULWATT）JW3376 AFE芯片、JW3330高邊驅(qū)動(dòng)器、JWH5140F單片降壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、JW7806 LDO穩(wěn)壓器為主，輔以芯邁（Silicon Magic）SDN10N3P5B-AA和SDN10K018S2C N-MOSFET以及納芯微（NOVOSENSE）NSPGS2壓力傳感器為周邊器件的便攜式儲(chǔ)能BMS應(yīng)用方案。
圖示1-大聯(lián)大世平以晶豐明源和杰華特產(chǎn)品為主的便攜式儲(chǔ)能BMS應(yīng)用方案的展示板圖 近年來(lái)，隨著人們戶外生活方式的興起以及對(duì)應(yīng)急電源需求的不斷增長(zhǎng)，便攜式儲(chǔ)能產(chǎn)品正憑借靈活便捷、高效可靠的特性，成為戶外活動(dòng)、應(yīng)急備災(zāi)、家庭用電等場(chǎng)景的核心基礎(chǔ)設(shè)施。而在便攜式儲(chǔ)能領(lǐng)域，電池管理系統(tǒng)（BMS）作為保障電池安全運(yùn)行、優(yōu)化能源利用效率的關(guān)鍵組件，其性能直接決定了設(shè)備的安全性與效率。針對(duì)便攜式電源趨勢(shì)，大聯(lián)大世平推出以晶豐明源LKS32MC453 MCU和杰華特JW3376 AFE芯片、JW3330高邊驅(qū)動(dòng)器、JWH5140F單片降壓開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器、JW7806 LDO穩(wěn)壓器為主，輔以芯邁SDN10N3P5B-AA和SDN10K018S2C N-MOSFET以及納芯微NSPGS2壓力傳感器為周邊器件的便攜式儲(chǔ)能BMS應(yīng)用方案，具有多種保護(hù)功能，能夠?qū)Ρ銛y式儲(chǔ)能設(shè)備電池狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與精準(zhǔn)管理。
圖示2-大聯(lián)大世平以晶豐明源和杰華特產(chǎn)品為主的便攜式儲(chǔ)能BMS應(yīng)用方案的場(chǎng)景應(yīng)用圖 本方案的主控采用的是晶豐明源旗下高性能、低功耗MCU——LKS32MC453，它基于32位Arm® Cortex®-M4F內(nèi)核，具備豐富的DSP指令和硬件浮點(diǎn)運(yùn)算單元。該MCU內(nèi)置256KB的Flash存儲(chǔ)器，支持加密保護(hù)，并配備最大40KB的SRAM。此外，它還集成高性能模擬器件、多種I/O端口和豐富的外設(shè)。在時(shí)鐘方面，LKS32MC453內(nèi)置12MHz高精度RC時(shí)鐘和32kHz低速時(shí)鐘，支持外掛12MHz~24MHz外部晶振，其內(nèi)部PLL可提供最高192MHz的主頻。 在電源模擬前端的設(shè)計(jì)中，方案采用的JW3376 AFE器件，其適用于11~16串鋰離子、鋰聚合物和磷酸鐵鋰電池組。通過(guò)SPI通信，主機(jī)控制器可以使用JW3376執(zhí)行多種電池組管理功能，且芯片內(nèi)部集成一個(gè)14位ADC對(duì)電池電壓和溫度進(jìn)行采樣，同時(shí)配備16位ADC用于充電/放電電流采樣，能夠?qū)﹄姵貭顟B(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)檢測(cè)。 同時(shí)，方案采用JW3330作為驅(qū)動(dòng)器件，JW3330是一款低功耗、100V高邊N溝道MOSFET驅(qū)動(dòng)控制IC。它通過(guò)切斷高壓側(cè)開(kāi)關(guān)來(lái)斷開(kāi)電源，有效避免類似低邊保護(hù)時(shí)斷開(kāi)系統(tǒng)接地線所引發(fā)的問(wèn)題，進(jìn)而增強(qiáng)BMS系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。此外，JW3330可與模擬前端芯片協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)充電和放電FET的單獨(dú)控制。 在充放電開(kāi)關(guān)控制部分，方案采用芯邁SDN10K018S2C N-MOSFET來(lái)做預(yù)充電、預(yù)放電，同時(shí)采用SDN10N3P5B-AA N-MOSFET來(lái)做充電、放電控制，能夠有效提升方案的安全性。DC-DC部分，方案采用杰華特的JWH5140F來(lái)對(duì)BAT+的電壓進(jìn)行降壓處理，使DC-DC輸出5V；在LDO部分，方案采用杰華特的JW7806來(lái)對(duì)DC-DC的輸出電壓進(jìn)行再一步的降壓處理使LDO輸出3.3V。 此外，在壓力檢測(cè)的設(shè)計(jì)中，方案選用納芯微NSPGS2壓力傳感器，該傳感器可將-100kPa至350kPa的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為可自定義輸出范圍的模擬/數(shù)字輸出信號(hào)，助力BMS實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的壓力狀態(tài)監(jiān)測(cè)與實(shí)時(shí)故障預(yù)警。
圖示3-大聯(lián)大世平以晶豐明源和杰華特產(chǎn)品為主的便攜式儲(chǔ)能BMS應(yīng)用方案的方塊圖 除此之外，方案還搭載威世科技（Vishay）電阻器和莫仕（Molex）連接器等產(chǎn)品。借助這些產(chǎn)品的出色性能，本方案實(shí)現(xiàn)被動(dòng)均衡、充放電控制、溫度采集、高邊保護(hù)等功能，并支持過(guò)壓/欠壓保護(hù)、高/低溫保護(hù)、斷路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等保護(hù)機(jī)制，可有效對(duì)便攜式儲(chǔ)能電源進(jìn)行全方位防護(hù)，確保其安全、穩(wěn)定運(yùn)行。 核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)： 支持11~16串三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池； 電池電壓采樣ADC的精度為14位，測(cè)量范圍在2.3V到4.3V之間，準(zhǔn)確度為±5mV； 充放電電流ADC的精度為16位，準(zhǔn)確度：±75μV@（-100mV~100mV），±300μV@（-160mV~160mV）； 支持：被動(dòng)均衡、過(guò)壓/欠壓保護(hù)、高/低溫保護(hù)、斷路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)； 高邊保護(hù)開(kāi)關(guān)； 支持SOC、SOH。 方案規(guī)格： 支持11 ~ 16串三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池； 電池電壓采樣ADC的精度為14位，測(cè)量范圍在2.3V到4.3V之間，準(zhǔn)確度為±5mV； 溫度采樣ADC的精度為14位，準(zhǔn)確度為±1℃； 充放電電流ADC的精度為16位，準(zhǔn)確度為±75μV@（-100mV~100mV），±300μV@（-160mV~160mV）； 支持：被動(dòng)均衡、過(guò)壓/欠壓保護(hù)、高/低溫保護(hù)、斷路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)； 高邊保護(hù)開(kāi)關(guān)； 支持SOC、SOH； 支持串口通信； 開(kāi)發(fā)板尺寸：125mm×87mm。 |
