前言

BMS 俗称电池保姆或电池管家,主要是为了智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,保障电池安全使用的同时延长使用寿命。

当前市面上出现的电池管理系统大多数采用 Si MOS,由于 Si MOSFET 具有寄生二极管,必须成对使用,才能进行充电电流、放电电流的控制。这种设计使得电池管理系统能够更加精确地监测和管理电池的状态,从而提供更稳定和可靠的性能。

BMS的主要功能包括实时监测电池的电压、电流和温度等参数,并根据设定的保护阈值进行控制。当电池电压超过设定的最大值时,BMS会切断充电电流,以防止过充电;而当电池电压低于设定的最小值时,BMS会切断放电电流,以防止过放电。此外,BMS还可以根据电池的温度变化来调整充放电速率,以确保电池在适宜的温度范围内工作。

充电头网了解到,针对 BMS 应用领域,英诺赛科开发了 48V/120A  BMS 评估板(INNDBMS120LS1),采用新品 100V 双向导通芯片 VGaN 实现充放电控制与保护,从而大幅减少 PCB 占板面积,降低系统成本。

英诺赛科 BMS 方案优势

英诺赛科的BMS方案拥有诸多优势。其面积仅为65mm*180mm,比传统的Si MOS方案减少了40%的PCB占板面积和降低了PCB成本。这不仅提高了效率,还有助于降低成本。

英诺赛科在设计中充分考虑了VGaN封装特点,通过优化PCB布局,实现了卓越的散热性能,大大提高了系统的可靠性。同时,其VGaN(INV100FQ030A)还具备双向导通功能,能够以一颗VGaN替代两颗Si MOS,从而显著降低了开发成本。这些特性使英诺赛科的BMS方案成为一种高效、经济且多功能的选择,适用于各种应用场景。

BMS 系统框图

该方案支持使用当前主流的低边AFE进行充电和放电控制,并且通过专门设计的逻辑转换电路与现有Si方案的CHG/DSG控制逻辑完美兼容,为系统集成提供了更大的灵活性。

VGaN INV100FQ030A

VGaN INV100FQ030A是实现BMS系统功能的关键,这是英诺赛科自研的新型功率器件,采用 4mmx6mm  FCQFN 封装,支持双向导通,双向截止,导通电阻仅为 100V/3.2mΩ,同时具备无反向恢复、超低栅极电荷等特性。

在 BMS 应用中,当系统需要正常充电或者正常放电时,通过在 Gate-D1 或者 Gate-D2 之间施加 5V 驱动电压,可以将 VGaN 完全打开,实现系统充电或者放电;当系统需要充电保护或者放电保护时,VGaN 的 Gate 信号可以被主动连接到D1或D2,实现系统充电关断或者放电关断,同时利用 VGaN 的“体二极管”特性,电路可以实现充电保护后放电,或者放电保护后充电;因而可以实现一颗 VGaN 替换一对 CHG、DSG MOS 的功能

在同等 100A 负载电流情况下, Si MOS 串并联的 BMS 方案需要20颗器件实现,而采用 VGaN 的 BMS 方案 INNDBMS120LS1 仅需8颗即可满足 100A温升需求,器件数量减少了一半以上,在热性能上优势显著。

充电头网总结

英诺赛科的BMS方案具有紧凑的尺寸、出色的散热性能。该方案减少了PCB成本,大大提高了系统效率和可靠性,并显著降低了开发成本。而作为BMS系统功能的关键器件VGaN INV100FQ030A具备双向导通功能,能够以一颗VGaN替代两颗Si MOS,在同等负载的情况下器件减少一半以上,热性能优势显著。

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