使用BQ29200和PIC32MZ2048EFH100为锂离子电池建立过压保护

保护您的锂离子电池

Balancer 3 Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 25, 2024

点击板

Balancer 3 Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

确保您的电池免受电压尖峰和浪涌的影响，提供最高的安全性和保护。

硬件概览

它是如何工作的？

Balancer 3 Click基于德州仪器的BQ29200，这是一个带有自动电池平衡的两串锂离子电池电压保护装置。它包括所有必要的组件，以确保BQ29200的正常功能并保持监控精度。Balancer 3 Click板上有两个独立的电池连接器和一个输出电压螺钉端子，以确保外围设备的直接连接，从而易于使用。BQ29200可以在两种不同的模式下运行：内部电池平衡模式和外部电池平衡模式。当使用内部电池平衡模式时，BQ29200可以处理高达15mA的平衡电流。尽管这对

许多用例已经足够，但此Click板在外部电池平衡模式下运行，其中使用外部MOSFET来调节平衡电流。更准确地说，一个N型MOSFET连接在电池的正极和中点之间，一个P型MOSFET连接在电池的中点和地之间。电阻R3串联连接在电池和MOSFET的中点之间，因此限制了最大平衡电流，默认情况下约为350mA。两串电池组中每个电池的电压与内部参考电压进行比较。如果任一电池达到过压状态，BQ29200设备将启动一个定时器，该定时器提供与CD引脚上的电

容成比例的延迟。在内部定时器到期后，OUT引脚从低电平变为高电平。因此，bq29200的OUT引脚连接到mikroBUS™插座的INT引脚，允许用户在电池过压的情况下编写所需的中断程序，并使用mikroBUS™的CS引脚关闭设备。该Click板只能在3.3V逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前，板子必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外，该Click板配备了一个库，包含函数和示例代码，可用作进一步开发的参考。

Balancer 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板，设计为一套完整的解决方案，它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器，使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 PIC32MZ 微控制器，Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100，四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接，两个 USB 连接器，LED 指示灯，按钮，调试器/程序员连接器，以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创

新的制造技术，它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 开发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。此外，还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式，使用 chipKIT 引导程序（Arduino 风格的开发环境）或我们的 USB HID 引导程序，使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C（USB-C）连接器的干净且调

节过的电源供应模块。所有 mikroBUS™ 本身支持的通信方法都在这块板上，包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持，得益于大量不同的 Click 板™（超过一千块板），其数量每天都在增长，它涵盖了原型制作的许多方面。

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

你完善了我！

配件

锂聚合物电池是那些需要可靠且持久电源的设备的理想解决方案，同时强调了移动性。其与mikromedia板的兼容性确保了无需额外修改即可轻松集成。电池输出电压为3.7V，符合许多电子设备的标准要求。此外，电池容量为2000mAh，能够储存大量能量，提供长时间的持续电力。此功能减少了频繁充电或更换的需求。总体而言，锂聚合物电池是一种可靠且自主的电源，非常适合需要稳定和持久能源解决方案的设备。您可以在我们的产品中找到更多种类的锂聚合物电池。

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

RST

Enable

RA0

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

Interrupt

RD9

INT

SCL

SDA

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

一步一步来

项目组装

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Flip&Click PIC32MZ作为您的开发板开始。

GNSS2 Click front image hardware assembly

GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly

Flip&Click PIC32MZ MB1 Access - upright/background hardware assembly

Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly

Necto No Display image step 8 hardware assembly

Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下，“应用程序输出”窗口支持实时数据监控，直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境，以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输，实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置，以确保正常运行。有关分步设置说明，请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据，使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置，请按照提供的教程，其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时，请使用以下函数：plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式，用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称，并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

此库包含Balancer 3 Click驱动程序的API。

关键功能:

balancer3_enable_cell_balance - 电池平衡使能功能
balancer3_check_overvoltage_cond - 过压条件检查功能

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * \file 
 * \brief Balancer 3 Click example
 * 
 * # Description
 * This application is device for 2-series cell lithium-ion battery.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes device coummunication and enables cell balancing.
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks if overvoltage is occured and disables cell balancing. 
 * If overvoltage doesn't occur it enables cell balancing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "balancer3.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static balancer3_t balancer3;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    balancer3_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    balancer3_cfg_setup( &cfg );
    BALANCER3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    balancer3_init( &balancer3, &cfg );
         
    balancer3_enable_cell_balance( &balancer3, BALANCER3_CELL_BALANCE_EN );
    log_printf( &logger, "* Normal operation - Cell balance enabled *\r\n" );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    static uint8_t old_ov_state = 0;
    uint8_t ov_state = balancer3_check_overvoltage( &balancer3 );
    if ( old_ov_state != ov_state )
    {
        old_ov_state = ov_state;
        if ( BALANCER3_OV_COND_NOT_DETECTED == ov_state )
        {
            log_printf( &logger, "* Normal operation - Cell balance enabled *\r\n" );
            balancer3_enable_cell_balance( &balancer3, BALANCER3_CELL_BALANCE_EN );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, "* Overvoltage condition - Cell balance disabled * \r\n" );
            balancer3_enable_cell_balance( &balancer3, BALANCER3_CELL_BALANCE_DIS );
        }
    }
    Delay_ms ( 1 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


// ------------------------------------------------------------------------ END

/*!
 * \file 
 * \brief Balancer 3 Click example
 * 
 * # Description
 * This application is device for 2-series cell lithium-ion battery.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes device coummunication and enables cell balancing.
 * 
 * ## Application Task  
 * Checks if overvoltage is occured and disables cell balancing. 
 * If overvoltage doesn't occur it enables cell balancing.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "balancer3.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static balancer3_t balancer3;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    balancer3_cfg_t cfg;

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    balancer3_cfg_setup( &cfg );
    BALANCER3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    balancer3_init( &balancer3, &cfg );
         
    balancer3_enable_cell_balance( &balancer3, BALANCER3_CELL_BALANCE_EN );
    log_printf( &logger, "* Normal operation - Cell balance enabled *\r\n" );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    static uint8_t old_ov_state = 0;
    uint8_t ov_state = balancer3_check_overvoltage( &balancer3 );
    if ( old_ov_state != ov_state )
    {
        old_ov_state = ov_state;
        if ( BALANCER3_OV_COND_NOT_DETECTED == ov_state )
        {
            log_printf( &logger, "* Normal operation - Cell balance enabled *\r\n" );
            balancer3_enable_cell_balance( &balancer3, BALANCER3_CELL_BALANCE_EN );
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, "* Overvoltage condition - Cell balance disabled * \r\n" );
            balancer3_enable_cell_balance( &balancer3, BALANCER3_CELL_BALANCE_DIS );
        }
    }
    Delay_ms ( 1 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}


// ------------------------------------------------------------------------ END