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電池化成和測試是一個繁冗的過程，需要對電池進(jìn)行多個充電和放電周期，來將電芯內(nèi)部的正負(fù)極物質(zhì)激活，以改善電池的自放電、充放電性能和儲存性能。為了提升此過程的精度、節(jié)約時間成本，瑞薩電子推出了電池化成和測試系統(tǒng)解決方案，可實現(xiàn)雙向電源轉(zhuǎn)換和高精度電池電流和電壓測量，幫助用戶提成整體效益。
系統(tǒng)框圖
器件介紹
在MCU的選型上，瑞薩電池化成和測試系統(tǒng)方案采用了高性能的RA6T2和集成了24位ADC的RA2A1。其中RA6T2 MCU用于實現(xiàn)高性能雙向電源轉(zhuǎn)換，其將Arm? Cortex?-M33內(nèi)核與硬件加速器以及高速閃存相結(jié)合，有助于提高通信處理等并行處理性能。RA2A1 MCU在此系統(tǒng)中有助于實現(xiàn)更高精度的電流/電壓測量與控制。RA2A1搭載了高性能Arm? Cortex?-M23內(nèi)核，內(nèi)嵌了16位SAR ADC、24位Sigma Delta ADC、比較器、運算放大器和DAC，能夠提供高度集成的高精度模擬性能。
在電源設(shè)計部分，方案應(yīng)用了RAA223181離線反激式穩(wěn)壓器、RAA211250同步降壓穩(wěn)壓器、RAA214250低壓差線性穩(wěn)壓器。其中，RAA223181是一款集成MOSFET的離線反激式穩(wěn)壓器，適用于通用隔離電源的高輸入電壓和高可靠性應(yīng)用；RAA211250采用峰值電流模式控制架構(gòu)。其PWM開關(guān)頻率可編程，以提供瞬態(tài)響應(yīng)和效率之間的最佳平衡。同時它還支持PFM操作和DEM，能最大限度地提高輕負(fù)載效率。此外，器件還支持外部偏置LDO輸入，以進(jìn)一步降低負(fù)載范圍內(nèi)的功耗。不僅如此，該調(diào)節(jié)器還有一個內(nèi)部環(huán)路補償電路，可減少外部元件數(shù)量和BOM成本；RAA214250則支持2.5V至20V寬電壓工作范圍，輸出電流最高可達(dá)500mA，典型壓差為269mV。且輸出電壓可通過外部反饋電阻在1.224V至18V范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
在電池電壓反饋和電流反饋部分，方案采用了ISL28291運算放大器，該產(chǎn)品集成了小型化、雙通道、超低噪聲、超低失真等特點，具有單位增益穩(wěn)定性。
在測試前端的設(shè)計部分，方案搭載了兩個READ2304G運算放大器用于電池電壓檢測和監(jiān)控，兩個RV1S9231A光電耦合器以及兩個RBN40H65T1FPQ-A0 IGBT器件。其中，RV1S9231A具有強化絕緣性能，專為高共模瞬態(tài)抗擾度（CMR）和高速開關(guān)設(shè)計，適用于驅(qū)動IGBT。
隨著以電池作為供電來源的設(shè)備數(shù)量與日俱增，高精度電池化成和測試系統(tǒng)需求大幅度提成。在此趨勢下，瑞薩提供了一個具有成本效益的整體解決方案，能夠提高電池化成和測試系統(tǒng)的精度和效率，從而幫助廠商順利且快速地將電池產(chǎn)品推向市場。
下載ECAD模型
