《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術(shù) > 解決方案 > 實現(xiàn)不間斷能源的智能備用電池第二部分:BBU微控制器的功能和操作

實現(xiàn)不間斷能源的智能備用電池第二部分:BBU微控制器的功能和操作

2024-04-16
作者:hristian Cruz,應(yīng)用開發(fā)工程師,;Marvin Neil Cabuenas,,高級固件工程師
來源:ADI
關(guān)鍵詞: ADI BBU 微控制器

  摘要

  開放計算項目(OCP)是一個非營利組織,,專注于推動各企業(yè)在數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品設(shè)計及最佳實踐方面加強交流。近日,,該組織發(fā)布了開放機架第三版(ORV3)規(guī)范,。規(guī)范中比較顯著的變化在于設(shè)計架構(gòu)從12 V遷移到了48 V。本系列文章重點介紹ADI公司的備用電池單元(BBU)參考設(shè)計,,分為五部分,,這是第二部分?!皩崿F(xiàn)不間斷能源的智能備用電池第一部分:電氣和機械設(shè)計”討論了BBU的電氣和機械設(shè)計考慮因素,。第二部分將深入介紹微控制器的軟件,該軟件主要負責(zé)確保進程平穩(wěn)運行,,從而為BBU的高效率和容量提供保障,。硬件和軟件必須順暢協(xié)作,才能實現(xiàn)滿足規(guī)范要求的系統(tǒng)級解決方案,。

  簡介

  在BBU模塊中實施優(yōu)良的管理至關(guān)重要,,這能帶來諸多顯著的好處。保持電路井然有序的主要優(yōu)勢在于,,可以增強和提升安全性,,從而降低模塊發(fā)生電氣火災(zāi)和其他危險的風(fēng)險。此外,,優(yōu)良的管理方式可以防止發(fā)生可能干擾正常運行的電氣故障,,從而提高電路性能,延長使用壽命,。定期監(jiān)控和整理電路以識別和解決可能出現(xiàn)的問題或故障至關(guān)重要,。將良好的管理方式放在優(yōu)先位置,可以確保電路具有優(yōu)異安全性和性能,,此方法簡單而有效,,不容小覷。每個BBU模塊均采用一個微控制器和一個電池管理系統(tǒng)(BMS)微控制器,。在ADI公司的參考設(shè)計中,,超低功耗Arm?微控制器MAX32690充當(dāng)微控制器,負責(zé)執(zhí)行六個重要進程(見圖1),。MAX32625微控制器充當(dāng)參考設(shè)計的BMS微控制器,。BMS微控制器負責(zé)與ADBMS6948芯片通信,并將所有測量數(shù)據(jù)傳遞給微控制器,。

  微控制器的六個進程如下:

  ▲執(zhí)行管理任務(wù)和通過I2C協(xié)議與各種外設(shè)進行通信,。

  ▲處理由背板電壓數(shù)據(jù)提供的放電序列。

  ▲選擇恒流模式或恒壓模式處理電池的充電工作。

  ▲轉(zhuǎn)變BBU模塊的充放電狀態(tài),。

  ▲故障處理和響應(yīng),。

  ▲作為Modbus從機響應(yīng)Modbus命令。

屏幕截圖 2024-04-16 165216.png

  圖1.主控制器的管理操作周期1

  微控制器進程:

  執(zhí)行管理任務(wù)和通過I2C與各種外設(shè)通信

  在眾多輔助器件連接到模塊電路的情況下,,微控制器用作I2C主器件,。核心微控制器收集并保存來自輔助器件的數(shù)據(jù),同時充當(dāng)I2C主器件,。為了推進各種任務(wù)順利進行,,微控制器還負責(zé)控制各種I2C輔助器件。多款I(lǐng)2C輔助器件示例如下:

  ▲BMS微控制器采用MAX32625,。

  ▲LTC2971,,雙通道電源系統(tǒng)管理器。

  ▲MAX31760,,精密風(fēng)扇速度控制器,。

  ▲24AA512T/EEPROM,用作數(shù)據(jù)存儲器,,可檢索和存儲重要數(shù)據(jù),。

  ▲LTC2991,溫度傳感器,。

  BMS微控制器(MAX32625)

  微控制器定期與BMS微控制器(MAX32625)通信,,接收有關(guān)各個電池包的電芯電壓、充電狀態(tài)(SOC),、健康狀態(tài)(SOH),、電芯溫度以及電池包可能出現(xiàn)的任何故障的更新信息。更新每四分鐘進行一次,,因為電芯電壓,、SOC、SOH和溫度預(yù)計不會快速變化,。如果發(fā)生任何故障,兩個微控制器之間的共享引腳將置為高電平,,并觸發(fā)微控制器上的中斷,,進而立即讀取BMS微控制器,獲取有關(guān)故障的信息,。微控制器中有專用I2C端口,,僅用于與BMS微控制器通信,以支持兩個微控制器之間快速通信,。

  LTC2971(電源管理IC)

  微控制器時常通過電源管理總線(PMBUS)協(xié)議與LTC2971通信,,檢查電壓、電流和溫度測量結(jié)果以及有無警告和故障。當(dāng)測量背板輸出電壓參數(shù)時,,LTC2971起到快速反饋作用,,以便微控制器調(diào)整其例程。此外,,該器件會調(diào)整電源變換器的反饋電壓,,并允許其將輸出電壓下調(diào)1%,從而確保放電工作模式下輸出電壓處于調(diào)節(jié)范圍內(nèi),。

  MAX31760(風(fēng)扇控制器)

  MAX31760負責(zé)調(diào)節(jié)BBU模塊的風(fēng)扇速度,。脈沖寬度調(diào)制的占空比由微控制器配置,以通過I2C調(diào)節(jié)風(fēng)扇的速度,。微控制器根據(jù)溫度以及背板負載電流或電池包負載電流,,計算并調(diào)整所需的風(fēng)扇速度。

  24AA512TT(EEPROM/數(shù)據(jù)存儲)

  板載EEPROM充當(dāng)整個BBU模塊的外部存儲器件,。微控制器通過I2C寫入閃存頁,,定期將電池電壓水平、SOC,、SOH,、電芯類型和型號年份以及電路板溫度等重要信息保存到EEPROM中。該數(shù)據(jù)每小時更新一次,,用戶可以在維護和故障排除期間訪問,。

  LTC2991(數(shù)字板載溫度監(jiān)測)

  LTC2991是一款八通道電壓、電流和溫度傳感器,。該器件借助放置在電池模組內(nèi)部重要位置的各種數(shù)字傳感器,,監(jiān)測電池模塊的溫度。根據(jù)溫度讀數(shù),,微控制器可以調(diào)節(jié)風(fēng)扇速度,,確保電源板和電池堆的工作溫度保持在適當(dāng)水平,并且始終低于40℃,。




更多精彩內(nèi)容歡迎點擊==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<

3bff459604b6c9954731105876ec40d.jpg

本站內(nèi)容除特別聲明的原創(chuàng)文章之外,,轉(zhuǎn)載內(nèi)容只為傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)站贊同其觀點,。轉(zhuǎn)載的所有的文章,、圖片、音/視頻文件等資料的版權(quán)歸版權(quán)所有權(quán)人所有,。本站采用的非本站原創(chuàng)文章及圖片等內(nèi)容無法一一聯(lián)系確認版權(quán)者,。如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題,,請及時通過電子郵件或電話通知我們,,以便迅速采取適當(dāng)措施,,避免給雙方造成不必要的經(jīng)濟損失。聯(lián)系電話:010-82306118,;郵箱:[email protected],。