TIDA-01040

大電流アプリケーション向けバッテリ・テスタのリファレンス・デザイン

TIDA-01040

設計ファイル

概要

リチウムイオン・バッテリの構成と電気的テストには高精度の電圧 / 電流制御が必要で、通常は規定された温度範囲にわたって ±0.05% 以内の精度が求められます。  このリファレンス・デザインは 8V ~ 16V の入力(バス)電圧と 0V ~ 5V の出力負荷(バッテリ)電圧に対応した大電流(最大 50A)バッテリ・テスタ・アプリケーションを実現します。内蔵のマルチフェーズ双方向コントローラ LM5170 と高精度データ・コンバータ、計測アンプを組み合わせ、0.01% フルスケールの充放電精度を実現します。バッテリ容量の最大化とバッテリ構成時間の最小化のため、高精度定電流(CC)/ 定電圧(CV)較正ループと簡素化したインターフェイスを使用しています。主要な設計理論をすべて取り上げており、部品の選択プロセスや最適化について解説しています。また、回路図、基板レイアウト、ハードウェア・テスト、結果も公開しています。

特長
  • 較正制御搭載バッテリ・テスト・サブシステムは 0.01% のフルスケール電流制御精度を実現
  • 最大 50A のアプリケーションを 8V ~ 16V の入力電圧(バス)と 0V ~ 4.5V(最大 5V)の出力負荷(バッテリ)でサポート
  • LM5170 双方向昇降圧コントローラ
  • DAC80004 によりプログラム可能な高精度基準電圧
  • ADS131A04 24ビット・デルタ・シグマによる電圧 / 電流監視
  • ユーザー・フレンドリーな制御インターフェイス
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組み立てられたボードは、テストと性能検証のみの目的で開発されたものであり、販売していません。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

JAJU570B.PDF (9757 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

TIDRWJ9.PDF (1255 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

TIDRWK0.PDF (215 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDRWK1.PDF (431 K)

コンポーネントの配置を明示する詳細な設計レイアウト

TIDRWK3.ZIP (4178 K)

IC コンポーネントの 3D モデルまたは 2D 図面に使用するファイル

TIDCER0.ZIP (1352 K)

PCB 設計の基板層に関する情報を記載した設計ファイル

TIDRWK2.PDF (5830 K)

PCB 設計レイアウトを生成するための PCB 基板層のプロット・ファイル

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

Arm Cortex-M4 マイコン

TM4C1294NCPDT1MB フラッシュと 256KB RAM と USB とイーサネット MAC + PHY 搭載、120MHz、32 ビット Arm Cortex-M4F ベースのマイコン

データシート: PDF
ESD 保護ダイオード

TPD4S012USB インターフェイス向け、15V 対応 Vbus、クワッド、0.8pF、5.5V、±10kV ESD (静電気放電) 保護ダイオード

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Precision ADCs

ADS131A0424 ビット、128kSPS、4 チャネル同時サンプリング・デルタ・シグマ ADC

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アナログ・スイッチ / マルチプレクサ

SN74LV4053A-Q1車載、5V、2:1 (SPDT)、3 チャネル・アナログ・マルチプレクサ

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シリーズ電圧リファレンス

REF50252.5V、3μVpp/V のノイズ、3ppm/℃ のドリフト、高精度のシリーズ・リファレンス電圧

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シリーズ電圧リファレンス

REF50505V、3μVpp/V のノイズ、3ppm/℃ のドリフト、高精度のシリーズ・リファレンス電圧

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チャージ・ポンプ (インダクタレス)

LM26641.8V ~ 5.5VIN、スイッチト・キャパシタ電圧コンバータ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS709逆電流保護機能およびイネーブル搭載、150mA、30V、超低静止電流 (IQ)、低ドロップアウト電圧レギュレータ

データシート: PDF
リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS717イネーブル搭載、150mA、高 PSRR、低静止電流 (IQ)、低ドロップアウト電圧レギュレータ

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リニア・レギュレータと低ドロップアウト (LDO) レギュレータ

TPS737逆電流保護機能とイネーブル搭載、1A、超低ドロップアウト電圧レギュレータ

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反転バッファとドライバ

SN74LVC1G04-Q1車載、シングル、1.65V ~ 5.5V インバータ

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完全差動アンプ

THS4561超低消費電力、60MHz、広い電源電圧範囲、完全差動アンプ

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昇降圧および反転コントローラ (スイッチ外付け)

LM51183 ~ 75V 広い入力電圧範囲、電流モード非同期昇降圧コントローラ

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昇降圧および反転コントローラ (スイッチ外付け)

LM5170-Q1AEC-Q100 認証済み、マルチフェーズ双方向電流コントローラ

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汎用オペアンプ

LM6142デュアル、24V、17MHz、低消費電力オペアンプ

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計測アンプ

INA18836V、ゼロドリフト、レール・ツー・レール出力計測アンプ

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電圧変換ゲート

SN74LV1T00単一電源、2 入力正論理 NAND ゲート・ロジック・レベル・シフタ

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電圧変換ゲート

SN74LV1T32ロジック・レベル・シフタ搭載、単一電源、2 入力正論理 OR ゲート

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高精度 DAC(≤10 MSPS)

DAC80004超小型、4 チャネルで電圧出力の本格的な 16 ビット DAC、1LSB の INL/DNL を達成

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高精度オペアンプ (Vos が 1mV 未満)

OPA227710μV、0.1µV/℃、高精度、低消費電力オペアンプ

データシート: PDF | HTML
高精度オペアンプ (Vos が 1mV 未満)

OPA827低ノイズ、高精度、JFET入力オペアンプ

データシート: PDF | HTML
高精度オペアンプ (Vos が 1mV 未満)

TLV07高精度、36V、低ノイズ、レール・ツー・レール出力オペアンプ

データシート: PDF | HTML

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設計ツールおよびシミュレーション

シミュレーション・モデル

TIDA-01040 Simulation Files — TIDM034.ZIP (170 K)

技術資料

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種類 タイトル 英語版のダウンロード 日付
設計ガイド 大電流アプリケーション用バッテリ・テスタのリファレンス・デザイン (Rev. B 翻訳版) 英語版 (Rev.B) 2019年 8月 9日
技術記事 Taking a modular approach to high-precision, high-current battery test equipment PDF | HTML 2019年 6月 21日
技術記事 Achieving highly accurate full-scale charge and discharge current control for high PDF | HTML 2018年 8月 13日

関連する設計リソース

ハードウェア開発

評価ボード
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ソフトウェア開発

サポート・ソフトウェア
DELTASIGMAEVAL-GUI デルタ・シグマ評価ソフトウェア

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リファレンス・デザイン
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