Bir güç bankasına 292 Wh ve 330 W emanet ediyorsan, içinde ne olduğunu bilmeye hakkın var. FRAGWATT'in kritik görevlerinin hepsi, dünyada milyonlarca batarya paketinde, araçta ve dizüstünde çalışan, veri sayfaları herkese açık çiplere verildi. Kendi koruma devremizi icat etmedik; en çok test edilmiş olanları doğru yerde, birbirinden bağımsız katmanlar halinde kullandık.
İçindeki çipler
Her kartta hangi çipin hangi görevi üstlendiği, neden seçildiği ve üreticinin kendi sayfası. Bütün bağlantılar devre şemalarında tek tek görülebilir.
Yüksek akım için tasarlanmış 4,5 Ah'lik 21700 hücre; üretici 45 A sürekli deşarj belirtir. FRAGWATT'te en ağır yükte bile hücre başına akım Solo'da ~16 A, Trio'da ~5 A: sınırın çok altında, bu yüzden hücreler serin ve uzun ömürlü kalır.
3–10 seri hücreli paketler için izleyici ve koruyucu. Her hücrenin gerilimini, akımı ve sıcaklıkları kendi iki bağımsız ADC'siyle ölçer; aşırı gerilim, aşırı akım ve kısa devrede FET'leri yazılımı beklemeden keser.
Ana AFE'den tamamen bağımsız ikinci bekçi. Her hücreyi aşırı gerilim, düşük gerilim ve kopuk kablo için ayrı ayrı izler; hücre 4,35 V'u aşarsa 3 uçlu sigortayı atarak paketi kalıcı olarak ayırır.
60 V'luk, 4 anahtarlı, çift yönlü buck-boost denetleyici. İki tanesi aralıklı (iki faz) çalışarak 330 W'ı %98,4 verimle laptopa verir; aynı kat ters yönde çalışıp laptop adaptöründen 330 W şarj alır.
70 V'luk bağımsız ya da I²C kontrollü, çift yönlü buck-boost şarj denetleyicisi. USB-C'den gelen 5–48 V'u hücrelere çevirir; ters yönde USB-C1'den 140 W verir.
USB-IF tarafından sertifikalandırılmış USB Power Delivery 3.1 denetleyicisi. Şarj cihazıyla 28, 36 ya da 48 V EPR sözleşmesi yapar ve AVS'yi destekler; sözleşmeyi USB standardının kendi test süreçlerinden geçmiş bir çip yönetir.
48 V EPR'de USB-C'nin en bilinen arızası, eğilmiş bir fişte VBUS'ın CC ya da SBU pinine değmesidir. Bu koruyucu CC ve SBU hatlarını 63 V'a kadar kısa devreye ve ESD'ye karşı korur; TI'ın 240 W referans tasarımındaki parça.
9–80 V sıcak takma denetleyicisi, FRAGWATT'te laptopa giden çıkışın elektronik sigortası. Akım sınırını ve FET'in harcadığı gücü programlanabilir biçimde sınırlar; kısa devrede FET'i güvenli çalışma alanında tutarak keser.
Endüstride yaygın Arm Cortex-M0+ mikrodenetleyici. FRAGWATT'in BMS yazılımını, uç tanımayı, profilleri ve ekranı çalıştırır; bağımsız bekçi zamanlayıcısı kilitlenmeyi yakalar.
Kararti Link uygulamasıyla bağlantıyı kuran radyo. Radyo onayları alınmış bir modül olarak kullanılır; güvenli önyükleme ve flash şifrelemeyi destekler, yalnızca imzalı güncellemeler çalışır.
Güvenlik
Katmanlar birbirinden bağımsız çalışır.
Kısa devreyi ~100 µs'de keser (SPICE: 213 A, 103 µs). Aşırı/düşük gerilim, akım ve sıcaklık korumaları yazılımdan bağımsızdır.
45 °C'den itibaren gücü azaltır, 60 °C'de keser; hücreleri dengeler; uç tanınmadan çıkış açmaz. 82 otomatik testten geçer.
Hücre 4,35 V'u aşarsa ayrı bir koruma entegresi 3 uçlu sigortayı atar. Çıkışta e-sigorta ve 22 V aşırı gerilim kilidi laptopu korur.
Hedef sertifikalar: UN 38.3, IEC 62133-2, IEC 62368-1, CE (LVD, EMC, RED), RoHS. Seri üretim öncesi tamamlanacak.
Kanıt
Güveni yalnızca parça listesinden almıyoruz. Tasarımın her katmanı test edildi ve sonuçlar bu sitede açık.
BMS yazılımı gerçek kodla, pil ve ısı modeline bağlı olarak koşar: kısa devre, aşırı ısı, uç değişimi, sıcak takma. Her değişiklikte hepsi yeniden çalışır.
Kısa devre kesme süresi SPICE'ta ölçüldü (213 A tepe, 103 µs). Proteus simülasyon devresi ve HEX dosyası mühendislik sayfasında.
7 sayfalık devre şeması, 344 bileşenlik katalog, PCB katmanları ve mekanik montaj: mühendislik sayfasında indirilebilir.
Hedef sertifikalar: UN 38.3, IEC 62133-2, IEC 62368-1, CE (LVD, EMC, RED), RoHS. Seri üretim öncesi tamamlanacak; USB-IF sertifikası PD denetleyici çipine aittir, ürün sertifikasyonu ayrıca yapılacaktır.