Der R5602 ist ein neuer fortschrittlicher analoger Front-End-IC, ein Batteriemanagement-IC, der den Zustand von Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Batteriepack-Konfigurationen überwacht, die aus 4 bis 7 Zellen in Reihe bestehen. Analoge Front-End-ICs führen Zellmessungen durch, die von einem Host-Mikrocontroller verarbeitet werden, was zu einem flexiblen Konzept führt. Zu den Anwendungen gehören schnurlose Elektrowerkzeuge, Elektrofahrräder, Roboterstaubsauger, Roboter-Rasenmäher, Drohnen und mehr.
Der R5602 bietet einen integrierten Schutz, indem er den Zustand der einzelnen Zellen und des Akkupacks im Allgemeinen misst. Der Mikrocontroller bestimmt unsichere oder fehlerhafte Betriebsbedingungen wie Überspannung, Unterspannung, Übertemperatur, Überstrom, Zellungleichgewicht, Ladezustand usw. Der R5602 verfügt über eine integrierte Ladepumpe zur Ansteuerung externer High-Side-N-Kanal-MOSFETs, die den Lade- und Entladeprozess steuern. Die Verwendung von High-Side-MOSFETs hat einen wesentlichen Vorteil, um eine Schaltung zu entwickeln, die die Masse-Pin-Klemmen des AFE mit anderen peripheren ICs in der Schaltung teilt, was zu einer besseren Genauigkeit der Zellmessungen führt. Alle Überwachungsspezifikationen werden in Softwareeinstellungen gespeichert und können bei Bedarf einfach aktualisiert werden, oder ein ausgefeilterer Überwachungsalgorithmus kann diese Daten weiterverarbeiten.
Der R5602 verfügt über eine Zellspannungsabtastung (±30 mV), eine Stromerfassung über einen externen Messwiderstand und die Option, die Ergebnisse mit Verstärkungseinstellungen x2,5, x10, x20 zu skalieren. Zusätzliche Lade- und Entladeüberstrom- und Kurzschlussereignisse werden ebenfalls gemessen.
Ein hochpräziser 12-Bit-A /D-Wandler ist für die sequentielle Messung der Zellspannungen, des Lade- und Entladestroms sowie externer und eingebetteter Die-Temperatursensoren enthalten. Die Geschwindigkeit beträgt weniger als 1 ms pro Messung einschließlich der Analog-Digital-Wandlung.
Der AFE-IC ermöglicht eine zufällige Zellverbindungssequenz (CE = L), um den Herstellungsprozess des Batteriepacks zu vereinfachen.
Es verfügt über integrierte Schalter mit internen Widerständen für die Erkennung offener Leitungen und zusätzliche integrierte Schalter für den passiven Zellausgleich. Dabei wird der Entladestrom zum Ausgleich der Zellspannungen durch externe Widerstände eingestellt.
Es werden mehrere Leistungsmodi unterstützt, die von max. 1μA im Standby-Modus bis zu typ. 150μA im normalen Betriebszustand reichen. Der IC schaltet je nach Batteriezustand automatisch zwischen Leerlauf- und Normalmodus um, kann jedoch durch Steuern des CE-Pins in den Standby-Modus gezwungen werden, um den Stromverbrauch auf ein Minimum zu senken.
Ein interner Spannungsregler versorgt den Host-Mikrocontroller-IC mit Strom, vereinfacht das Schaltungsdesign und reduziert den Platzbedarf auf der Platine. Um einen geeigneten Mikrocontroller Ihrer Wahl auszuwählen, werden sowohl I²C- als auch SPI-Kommunikationsschnittstellen mit oder ohne CRC-Kommunikationsfehlererkennung unterstützt. Ein Interrupt-Signal wird am INTB-Ausgang angezeigt, wenn ein Fehler oder ein nicht bereiter Zustand auftritt. Der R5602L ist in einem 32-poligen QFN0505-32C-Gehäuse erhältlich, Muster und Evaluierungsboards sind bei der TOPAS electronic AG erhältlich.