LTC3305铅酸电池平衡器外文翻译资料

 2022-07-21 02:07

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LTC3305铅酸电池平衡器

特征

  • 单个芯片可平衡多达四个12V串联铅酸电池
  • 使用所有NFET设计
  • 可级联以平衡较多的电池组
  • 独立操作不需要外部微处理器或控制电路
  • 平衡电流受限于外部PTC热敏电阻
  • 连续模式和定时器模式
  • 可设定的UV和OV故障阈值
  • 可设定的终止时间和终止电压
  • 耐热增强型38引脚TSSOP封装

应用

  • 通信备份系统
  • 家用电池供电备份系统
  • 工业电动车
  • 储能系统（ESS）
  • 医用器材

说明

LTC3305可平衡多达4个串联的铅酸电池。其所有电压监控，门驱动和故障检测电路都集成在一起。LTC3305是为独立工作设计的，不需要任何外部控制电路辅助。

LTC3305采用辅助电池或其他存储单元将电荷传输到堆叠中的每个单独电池，或从每个单独电池传输电荷到辅助电池或其他存储单元。模式引脚提供两种工作模式，定时器模式和连续模式。在定时器模式下，一旦均衡操作完成，LTC3305将在设定时间内进入低功耗状态，然后定时重新平衡电池。在连续模式下，即使电池达到其设定的终止电压，平衡操作仍会继续。LTC3305采用耐热增强型38引脚TSSOP封装。

典型应用

设定故障高低电压的4组电池的均衡电路

电池电压随时间收敛

电气特性

注1.超出下列最大额定值可能会导致器件永久性损坏。长时间暴露在任何最大额定值条件下都可能会影响器件的可靠性和使用寿命。

注2.LTC3305在脉冲负载条件下进行测试，使得TJasymp;TA。LTC3305E保证能够满足从0℃到85℃结温的规范要求。通过设计，表征和与统计过程控制的关联，可确保-40℃至125℃的工作结温范围内的规范。LTC3305I的工作结温范围为-40℃至125℃。请注意，符合这些规格的最高环境温度取决于具体的操作条件以及电路板布局，额定封装热阻和其他环境因素。结温（TJ，℃）由环境温度（TA，in℃）和功耗（PD，单位为瓦）计算，公式如下：TJ = TA （PD*theta;JA），

注3.在规定的最大工作结温以上连续工作可能导致器件退化或失效。

注4.NGATE引脚电流不包括在此编号中。

注5.NGATE5，NGATE6，NGATE7引脚电流来自BOOST引脚。所有其他NGATE引脚电流均来自V4引脚。NGATE引脚电流增加了V4和BOOST引出的电流。

注6.在VH和VL引脚给定的电压应在设置每个电池的欠压和过压阈值之间。

注7.该IC包含过热保护，旨在在瞬时过载条件下保护器件。过热保护有效时，可能会超过最大结温。在规定的最高工作结温以上连续工作可能会导致器件退化或故障。

引脚功能

BOOST（引脚1）：电荷泵输出。用一个10mu;F去耦电容接至V4。

V4（引脚2）：电池4的正极连接到此引脚。电池4连接在V4和V3之间。用至少10mu;F的去耦电容接至V3。

V3（引脚3）：电池3的正极连接到该引脚。电池3连接在V3和V2之间。用至少一个10mu;F的去耦电容接至V2。

AUXP（引脚4）：辅助单元的正极连接到此引脚。用至少一个10mu;F的去耦电容接至AUXN。

AUXN（引脚5）：辅助单元的负极连接到此引脚。

V2（引脚6）：电池2的正极连接到此引脚。电池2连接在V2和V1之间。用至少10mu;F的电容去耦至V1。

V1（引脚7）：电池1的正极连接到该引脚。电池1连接在V1和GND之间。用至少一个10mu;F的去耦电容接至至GND。

NGATE1（引脚8）：NMOS1门极。连接到外部NMOS管的栅极端。

NGATE2（引脚9）：NMOS2门极。连接到外部NMOS管的栅极端。

NGATE3（引脚10）：NMOS3门极。连接到外部NMOS管的栅极端。

NGATE4（引脚11）：NMOS4门极。连接到外部NMOS管的栅极端。

NGATE5（引脚12）：NMOS5门极。连接到外部NMOS管的栅极端。

NGATE6（引脚13）：NMOS6门极。连接到外部NMOS管的栅极端。

NGATE7（引脚14）：NMOS7门极。连接到外部NMOS管的栅极端。

NGATE8（引脚15）：NMOS8门极。连接到外部NMOS管的栅极端。

NGATE9（引脚16）：NMOS9门极。连接到外部NMOS管的栅极端。

BATX（引脚17）：此引脚与BATY一起指示堆栈中的哪个电池当前正在进行平衡并且故障输出适用于哪个电池。高阻态输出。

BATY（引脚18）：此引脚与BATX一起指示堆栈中的哪个电池当前正在平衡并且故障输出适用于哪个电池。高阻态输出。

（引脚19）：过压故障。当电池检测到过压故障情况时，该引脚被拉低。高阻态输出。

（引脚20）：欠压故障。当电池检测到欠压故障条件时，该引脚被拉低。高阻态输出。

（引脚21）：平衡指示器。该引脚在执行平衡操作时拉低，当器件被禁用或器件处于睡眠状态时，该引脚处于高阻抗状态。高阻态输出。

（引脚22）：完成指示器。当堆叠中的所有电池均衡时，该引脚被拉低。该引脚在关断时处于高阻抗状态。高阻态输出。

（引脚23）：PTC故障。当PTC热敏电阻两端的电压超过1V时，该引脚被拉低。在所有其他时间处于高阻抗状态。高阻态输出。

CTOFF（引脚24）：从该引脚到GND的电容器在定时器模式下编程重试时间。如果MODE = 1，则连接到GND。

CTON（引脚25）：从该引脚到GND的电容器设定在定时器模式下平衡操作的最长时间。如果MODE = 1，则连接到GND。

CTBAT（引脚26）：从该引脚到GND的电容器设定在平衡操作期间堆叠中的单个电池连接到辅助单元的最长时间。

VL（引脚27）：低电压故障阈值。从该引脚到GND的电阻为串联堆中的每个电池设定低压故障阈值。与ISET引脚一起使用。

VH（引脚28）：高电压故障阈值。从该引脚到GND的电阻为串联堆中的每个电池设定高压故障阈值。与ISET引脚一起使用。

SET（引脚29）：参考电流引脚舵机到1.2V。从该引脚到GND的电阻为外部NMOS开关给定栅极充电电流。参考电流也用于设定欠压和过压阈值。

VREG（引脚30）：低压稳压输出。内部产生的2.5V电压始终存在于此引脚。该引脚上的电压可能会由于较高的外部电压高达5.5V而过度驱动。该引脚具有有限的电流吸收能力，不会降低外部施加的较高电压。所有的逻辑输入引脚必须参考该引脚。用一个1mu;F去耦电容接至GND。

TERM2（引脚31）：终止阈值选择。该引脚与TERM1一起用于设置电池与辅助电池之间的电压差，在该电压下电池被认为是平衡的。为高输入阻抗引脚，不要浮动。

TERM1（引脚32）：终止阈值选择。该引脚与TERM2一起用于设置电池与辅助电池之间的电压差，在该电压下电池被认为是均衡的。为高输入阻抗引脚，不要浮动。

EN2（引脚33）：使能输入。EN1和EN2引脚的状态用于指示堆栈中的电池数量。两个引脚在GND时，器件处于关断状态。为高输入阻抗引脚，不要浮动。

EN1（引脚34）：使能输入。EN1和EN2引脚的状态用于指示堆栈中的电池数量。两个引脚在GND时，器件都处于关断状态。为高输入阻抗引脚，不要浮动。

MODE（引脚35）：模式选择。保持高电平时，选择连续模式。保持低电平时，选择定时器模式。为高输入阻抗引脚，不要浮动。

No Connect（引脚36）：该引脚没有内部连接。将此引脚焊接到与所有其他电路节点电隔离的焊盘上。

CP（引脚37）：电荷泵飞跨电容的正极。从该引脚连接一个10mu;F电容到CM以进行电荷泵操作。

CM（引脚38）：电荷泵飞跨电容的负端。从该引脚连接一个10mu;F电容到CP以进行电荷泵操作。

GND（引脚39）：裸露的焊盘已接地，必须焊接到PCB接地以实现电气连接和额定散热性能。

运用

LTC3305使用辅助电池或备用电池作为电荷储存器来平衡电池。外部NMOS管按照预先设定的顺序进行控制，以将堆叠中的每个电池连接到辅助电池。当电池连接到辅助电池时，电荷将转移到辅助电池或从辅助电池转移。

LTC3305可通过设定MODE引脚以两种可编程模式之一工作。

定时器模式（MODE = 0）

一旦CBOOST电容充电到至少6.95V，平衡操作开始。BAL管脚被拉低，表明器件已启用并平衡电池组。

终止电压VTERMINATE是辅助电池和连接到电池被认为是平衡的辅助电池的电池之间的电压差。VTERMINATE通过TERM1和TERM2引脚设定为四个预设电压之一，如表1所示。

平衡操作开始于辅助电池的负极连接BAT1的负极端子，即堆叠中电压最低的电池。参照图1，首先接通将BAT1的负端子连接到辅助电池的负端子的底部开关N1和N9。要打开一个外部NMOS管，连接到外部NMOS的栅极的NGATE引脚上的电流源导通，栅极源电压通过外部电阻产生。

经过35ms的内部设置延迟后，辅助单元和BAT1上的电压将通过终端检测比较器进行比较。

如果辅助电池和BAT1之间的电压差小于设定的终止电压，则认为电池相对于辅助电池是平衡的，并且通过关闭相应的NGATE引脚电流来关闭底部开关。然后堆中的下一个电池连接到辅助电池进行比较。

如果辅助电池和BAT1之间的电压差大于选定的终端电压，则通过PTC热敏电阻将BAT1的正极端子连接到辅助电池正极端子的顶部NMOS管N2和N7导通。经过35ms的第二次内部设置延迟后，终端检测比较器开始监测辅助电池和电池两端的电压。电池保持连接到辅助电池，直到电压差降低到VTERMINATE或发生tBAT超时（tBAT是电池保持连接到辅助电池的最大时间，并且由CTBAT引脚上的电容器给定）。每当辅助电池连接到不同的电池时，该定时器都会重置。

此时，所有开关都关闭，堆栈中的下一个电池连接到辅助单元。在开关关闭后，内部出现40ms延迟提供先断后通时间，此后堆栈中下一个电池的负极端子通过其底部开关连接到辅助单元的负极端子。表2显示了用于连接不同电池组配置的每个电池的顶部和底部开关。当仅底部开关打开时，辅助电池和电池之间通过顶部开关的体二极管存在传导路径。如果辅助电池和电池分开两个以上的二极管液滴，电流将流过该传导路径。该电流受PTC电阻的限制。

以这种方式，电池组中的每个电池都连接到辅助电池，并且电池组中的电池将被均衡。

当被均衡电池和辅助电池之间的电压差大于1V时，内部钳位电路可保护LTC3305。在13.

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