LINEAR TECHNOLOGY

Problemlose Überwachung des Batterieladezustands

Der Batteriemonitor LTC2944 misst die Ladung, Spannung, Stromstärke und Temperatur mit einer Genauigkeit auf bis zu 1%, dies sind die wesentlichen Parameter, die erforderlich sind, um den Batterieladezustand (State Of Charge, SoC) präzise zu bestimmen.

Heutzutage nutzen immer mehr Geräte wiederaufladbare Batterien als Backup-Stromversorgung während Stromausfallzeiten. Solche Geräte sollten den Batterieladezustand überwachen. Bei manchen Gerätearten wie etwa bei einem Remote-Alarm für Aufzüge im Bereich des Personen- und Gütertransports ist dieses Monitoring zwingend erforderlich (EN81-28, § 4.1.3 Batterieprüfung).

Lade/Entladestrom sorgt für einen Vsense-Spannungsabfall an einem Strommesswiderstand. Diese Spannung wird auf einen auto-genullten analogen Differentialintegrator angewandt. Die Integrationszeit hängt von der Stromstärke, dem Strommesswiderstand, dem programmierbaren Prescaler M und den internen REHHI-, REFLO-Grenzwerten ab. Bei M=1 wird das AC-Register während des Ladens inkrementiert oder während des Entladens nach Ablauf eines REFLO-REFHI-REFLO-Integratorspannungszyklus dekrementiert. Bei M> 1 sind für die Inkrementierung/Dekrementierung des Registers M-Zyklen erforderlich.

Ein analoger Integrator greift auf ein ähnliches Prinzip wie ein ADC bei einem Dual-Slope-Verfahren zurück, was eine erhebliche Verringerung des Einflusses der Offset-Spannung ermöglicht. Der relative Integrationsfehler aufgrund des Offset (CEov) lässt sich folgendermaßen ausdrücken: CEov = (Vos/Vsense)^2.

Bei vielen anderen Geräten werden die Umwandlung von Vsense in Zahlen durch einen ADC durchgeführt und das Integral in der digitalen Domäne berechnet. In einer solchen Architektur verursacht die Eingangs-Offset-Spannung (Offset-Vos) relative Integrationsfehler von Vos/Vsense. Bei kleinen Vsense-Werten kann Vos die Hauptursache für Fehler sein. Ein Beispiel: Bei einem 1mV-Eingangsspannungssignal resultiert eine Offset-Spannung Vos = 20µV in einem Fehler von 2% bei Nutzung digitaler Integration, wohingegen der Fehler bei Anwendung des Ansatzes für die analoge Integration von LTC2944 bei lediglich 0,04% (ein um das 50-fache geringer Faktor!) liegt.
Der LTC2944 ist für jede chemische Batteriezusammensetzung und für jede Spannung in einem Bereich zwischen 3,6 und 60 V geeignet. Der externe Stromregelwiderstand und programmierbare Prescaler ermöglicht die Verwendung einer Vielzahl an Batterieleistungen.

Der LTC2944 misst über einen 14-bit Delta-Sigma-ADC ohne Latenz die Batteriespannung, den durch einen Messwiderstand fließenden Strom und die Chiptemperatur. Der Host liest Messwerte über eine I²C/SMBus-kompatible 2-Wire-Schnittstelle, die ebenfalls für die Chip-Konfiguration verwendet wird. Der Host kann für alle Messparameter hohe und niedrige Grenzwerte programmieren, die bei Auslösung entweder über das SMBus-Alarmprotokoll oder über die Einstellung einer Register-Flag ein Alarmsignal geben.

Der LTC2944 ist mit LTC2943 und LTC2943-1 inklusive integriertem Stromregelwiderstand Pin- und funktionskompatibel.
Weitere Informationen über die Produkte von Linear Technology finden Sie auf unseren LT Webseiten oder kontaktieren Sie uns unter linear-technology@soselectronic.com.

Merkmale:

  • 3,6 V bis 60 V Betriebsspannung ohne externen Level-Shifting-Schaltkreis .
  • Für jede chemische Batteriezusammensetzung und für ein breites Leistungsspektrum geeignet.
  • Misst Batterieladung, Batteriespannung, den durch den Stromregelwiderstand fließenden Strom und Temperatur.
  • High-Side-Sense, ±50mV Spannungserfassungsbereich.
  • Genauigkeit bis auf 1% in Bezug auf Spannung, Stromstärke und Ladung.
  • I2C/SMBus-Schnittstelle.
  • Konfigurierbarer Alarm-Ausgang/Charge Complete Input.
  • Ruhestrom von weniger als 150μA.
  • 8-Lead 3mm × 3mm DFN-Paket.

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