LTC7871双向升降压控制器新的应用场景
经过 20 余年的发展，我国新能源汽车累计产量已超 280万辆，推广规模居世界首位。我国动力电池累计配套量超过 131GWh，产业规模也位居世界第一。
通常动力蓄电池容量衰减至 80%以下时，将不能完全满足汽车动力需求，需要更换新的电池组旧电池组需要退役。动力电池大量退役后，未经妥善的处置和进行价值最大化利用，将威胁公共安全，造成难以逆转的环境污染，并浪费宝贵的锂金属资源。据预测2020 年 我国退役电池累计约为 25GWh。
虽然退役动力电池不能完全满足汽车动力需求，但可梯次利用于其他领域。梯次利用大部分主要集中在备电、储能等领域。从2018 年开始，中国铁塔公司停止采购铅酸电池，大力推广锂电池梯次利用，已在 31 个省市的约 12 万座基站开展梯次利用电池备电应用，并在备电、储能及对外发电等应用。
中国铁塔及其合作伙伴在基站备份电源的解决方案
- 充电时：利用基站的48V通信母线电压采用PWM斩波方式线性降压给电池组充电
- 放电时：采用MCU控制MOS做开关切换；电池直接输出到48V母线。
该方案在充电时由于母线电压和线性降压占空比限制，会造成个别电池组不能完全充满电，放电时放电流无法监测和控制；整个环路没有过压过流，防电流倒灌等保护。
为了提高退役电池的利用效率和整个备份电池系统的可靠性，ADI的LTC7871+LTC7060六相同步双向升降压方案应运而生。如下图所示，LTC7871+LTC7060将双向DC/DC 变换器所需的控制、驱动、采样、保护电路，降低了系统设计难度，并提高系统的可靠性。
LTC7871具有以下优势和特点
- 同步整流：效率高达 98%
- 精确的可编程电感电流监控和双向调节
- 精确的可编程死区时间控制
- ADI 专有的高级电流模式控制
- 整个温度范围内的调压精度为 ±1%
- IMON脚内置电流检测运放，可以支持1%的输出电流精度
- 独特的架构允许动态调节输入电压、输出电压或电流
- 支持多芯片交错并联，满足更大功率设计要求；高达 24 相
- 专有的恒频电流模式架构提高了信噪比，支持低噪声工作，并提供出色的相位间电流匹配
- 多相交错控制，可以有效降低电感感值，电容容值及输入输出电压纹波
中国铁塔基站备份电源新方案
新方案优势
- 每组电池都可以充满电，提高充电时电源工作效率；减少能源浪费
- 每组电池可以设置相同的比例的放电电流，相同的循环放电深度，延长电池的使用寿命
- 可以通过IMON脚内置电流检测功能测量充电和放电电流，配合MCU算法可以实现计电费功能
- LTC7871具有电流控制模式，可以使输出电流精度控制在1%，降低了电感饱和电流的设计要求，使用更低成本、更小尺寸的电感即可满足大输出功率要求
- 整个系统方便做小型化，模块化设计；方便现场的施工安装调试
为了让用户更容易的评估LTC7871的性能，缩短项目开发周期，ADI提供演示DEMO。 DC2886A一款大功率、高效同步六相双电流转换器，内置LTC7871和LTC7060；方便客户测试验证，缩短开发周期。
总结
相对于传统的MCU+MOS线性降压方案，LTC7871+LTC7060可以提供更优越的性能和更多重的保护；同时也提高了退役电池的利用效率，延长了电池的寿命；助力电动车退役电池开启更多的应用场景。