Wenn Sie einer Powerbank 292 Wh und 330 W anvertrauen, haben Sie das Recht zu wissen, was drin ist. Alle kritischen Aufgaben von FRAGWATT wurden an Chips mit öffentlich zugänglichen Datenblättern übergeben, die in Millionen von Batteriepacks, Fahrzeugen und Laptops auf der ganzen Welt laufen. Wir haben nicht unsere eigene Schutzschaltung erfunden; Wir haben die am häufigsten getesteten Elemente an der richtigen Stelle verwendet, in unabhängigen Schichten.
Chips drin
Welcher Chip welche Aufgabe auf welcher Karte übernimmt, warum er ausgewählt wurde und die eigene Seite des Herstellers. Alle Links in Schaltplänen können einzeln angeschaut werden.
21700-Zelle mit 4,5 Ah, ausgelegt für Hochstrom; Der Hersteller gibt eine Dauerentladung von 45 A an. Selbst bei höchster Belastung beträgt der Strom pro Zelle beim FRAGWATT ~16 A beim Solo, ~5 A beim Trio: deutlich unter dem Grenzwert, sodass die Zellen kühl und langlebig bleiben.
Tracer und Schutz für Packungen mit 3–10 Serienzellen. Misst die Spannung, den Strom und die Temperaturen jeder Zelle mit zwei eigenen unabhängigen ADCs; Es schaltet FETs bei Überspannung, Überstrom und Kurzschluss ab, ohne auf die Software warten zu müssen.
Eine vom Haupt-AFE unabhängige zweite Überwachung. Sie prüft jede Zelle einzeln auf Überspannung, Unterspannung und Leitungsbruch. Überschreitet eine Zelle 4,35 V, löst sie eine 3-polige Sicherung aus und trennt das Pack dauerhaft.
60 V, 4 Schalter, bidirektionaler Buck-Boost-Controller. Zwei davon arbeiten intermittierend (zwei Phasen) und liefern 330 W an den Laptop mit einem Wirkungsgrad von 98,4 %; Die gleiche Etage arbeitet in die entgegengesetzte Richtung und wird über den Laptop-Adapter mit 330 W aufgeladen.
70 V eigenständiger oder I²C-gesteuerter bidirektionaler Buck-Boost-Laderegler. Wandelt 5–48 V von USB-C in Zellen um; liefert 140 W von USB-C1 in umgekehrter Richtung.
USB Power Delivery 3.1-Controller, zertifiziert durch USB-IF. Verträgt 28, 36 oder 48 V EPR mit dem Ladegerät und unterstützt AVS; Die Vertragsabwicklung übernimmt ein Chip, der die eigenen Testprozesse des USB-Standards durchlaufen hat.
Die häufigste Fehlfunktion von USB-C bei 48 V EPR besteht darin, dass VBUS den CC- oder SBU-Pin an einem verbogenen Stecker berührt. Dieser Schutz schützt CC- und SBU-Leitungen vor Kurzschluss und ESD bis 63 V; Teil des 240-W-Referenzdesigns von TI.
9–80 V Hotplug-Controller, elektronische Sicherung des Ausgangs zum Laptop am FRAGWATT. Begrenzt programmierbar die Strombegrenzung und die vom FET verbrauchte Leistung; Es unterbricht den FET im Falle eines Kurzschlusses und hält ihn im sicheren Betriebsbereich.
Ein in der Industrie verbreiteter Arm-Cortex-M0+-Mikrocontroller. Er steuert die BMS-Software von FRAGWATT, die Erkennung des Steckeraufsatzes, Leistungsprofile und Anzeige; ein unabhängiger Watchdog erkennt Blockaden.
Kararti Radio, das mit der Link-App verbunden werden kann. Es wird als Modul mit Funkzulassung eingesetzt; Unterstützt sichere Boot- und Flash-Verschlüsselung, nur signierte Updates funktionieren.
Sicherheit
Die Schichten arbeiten unabhängig voneinander.
Unterbricht den Kurzschluss in ~100 µs (SPICE: 213 A, 103 µs). Über-/Unterspannungs-, Strom- und Temperaturschutzfunktionen sind unabhängig von der Software.
Reduziert die Leistung ab 45 °C, schaltet bei 60 °C ab; bringt Zellen ins Gleichgewicht; Es öffnet keinen Ausgang, bis das Ende erkannt wird. Es besteht 82 automatisierte Tests.
Wenn die Spannung der Zelle 4,35 V überschreitet, löst ein separater Schutz-IC die 3-polige Sicherung aus. E-Sicherung und 22-V-Überspannungsschutz am Ausgang schützen den Laptop.
Zielzertifizierungen: UN 38.3, IEC 62133-2, IEC 62368-1, CE (LVD, EMC, RED), RoHS. Es wird vor der Massenproduktion fertiggestellt sein.
Beweise
Die Teileliste allein gibt uns kein Vertrauen. Jede Ebene des Designs wurde getestet und die Ergebnisse sind auf dieser Website klar ersichtlich.
Die BMS-Software läuft mit dem tatsächlichen Code, abhängig von der Batterie und dem Wärmemuster: Kurzschluss, Überhitzung, Kabelaustausch, Hot-Insertion. Mit jeder Änderung funktioniert alles wieder.
Die Kurzschlussunterbrechungszeit wurde in SPICE gemessen (213 A Spitze, 103 µs). Die Proteus-Simulationsschaltung und die HEX-Datei finden Sie auf der Engineering-Seite.
7-seitiger Schaltplan, 344-Komponenten-Katalog, PCB-Lagen und mechanische Montage: auf der Engineering-Seite herunterladbar.
Zielzertifizierungen: UN 38.3, IEC 62133-2, IEC 62368-1, CE (LVD, EMC, RED), RoHS. Es wird vor der Massenproduktion fertiggestellt sein; Die USB-IF-Zertifizierung gehört zum PD-Controller-Chip, die Produktzertifizierung erfolgt separat.