Mehrzellige Akkus überwachen und steuern

Drei Batterie-Management-ICs hat Texas Instruments vorgestellt: Die Bausteine sind für mehrzellige Li-Ionen-Akkus ausgelegt, die z.B. in kabellosen Werkzeugen, Elektrofahrrädern und tragbaren Mess- und Prüfgeräten eingesetzt werden.

Der Baustein bq78PL114 ist für vier Akkus ausgelegt. Neben den Batterie-Management-Aufgaben bietet der Baustein zusätzlich Überwachungs- und Sicherheitsfunktionen. Integriert in den bq78PL114 ist eine genaue Anzeige der verbleibenden Energie in den Akkus, eine »cell balancing«-Funktion, die für eine gleichmäßige Entladung der Zellen sorgt, und ein Schutz vor Kurzschlüssen.

Der Baustein ist vollständig vom Anwender konfigurierbar und unterstützt eine Vielzahl an Li-Ionen- und Li-Polymer-Typen. Zur Konfigurierung kann TIs grafische Programmieroberfläche Wizard eingesetzt werden. Wizard benötigt keinen Algorithmus oder eine Firmware-Entwicklung.

Zwei bis zwölf Zellen steuern

Baustein Nummer zwei, den TI vorgestellt hat, ist der bq76PL102. Er überwacht simultan Spannung und Temperatur von zwei Zellen und kommuniziert diese Parameter über TIs proprietäre PowerLAN-Schnittstelle. Über diese Schnittstelle kann der Entwickler mehrere dieser Bausteine kombinieren und bis zu zwölf Akkus überwachen und steuern.

In allen Betriebszuständen ist eine Echtzeit-Kommunikation möglich. Die skalierbare Power-LAN-Architektur ermöglicht außerdem eine robuste Kommunikationsschnittstelle in Umgebungen mit starken elektromagnetischen Störungen.

Mehr Schutz für Systeme mit fünf bis zehn Zellen

Der bq77PL900, TIs dritte Neuentwicklung, ist ein Analog-Front-end für Akkupacks mit fünf bis zehn Zellen. Er besitzt eine I2C-Kommunikationsschnittstelle und einen Host-Controller und kann für sich allein als Schutzkreis für fünf bis zehn Zellen fungieren. Im Baustein integriert sind ein 5-V- und 3,3-V-LDO, die die Stromversorgung des Host Controllers und anderen Systemkomponenten unterstützt.

Der Batterie-Schutzkreis des bq77PL900 beinhaltet ein System zur Spannungsübersetzung, um damit Temperatur, Stromstärke und die Spannung an den einzelnen Zellen zu messen. Der bq77PL900 bietet darüber hinaus Funktionen zum Schutz gegen Überspannung, Unterspannung, Übertemperatur und Überstrom während der Entladung und bei einem Kurzschluss.

Verfügbarkeit

Der bq78PL114 ist in einem 7 mm x 7 mm großen QFN-Gehäuse mit 48 Pins verfügbar und ab sofort für 5,65  Dollar erhältlich. Der bq77PL900 ist in einem 48-pin-SSOP-Gehäuse für 3,70 Dollar verfügbar.

Der bq76PL102 ist momentan nur als Muster erhältlich und wird voraussichtlich ab dem vierten Quartal 2008 in Serie gefertigt. Der Baustein ist in einem 3 x 3 mm großen QFN-Gehäuse mit 16 Pins erhältlich und wird 1,90 Dollar kosten.

Evaluierungsmodule und Dokumentation zu allen drei Bausteinen sind unter power.ti.com erhältlich.