MAX17260GEVKIT# Fuel Gauge EVM - Review

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RoadTest: MAX17260GEVKIT# Fuel Gauge EVM

Author: micha_k@web.de

Creation date: 9 Jun 2019

Evaluation Type: Power Supplies

Did you receive all parts the manufacturer stated would be included in the package?: True

What other parts do you consider comparable to this product?: INA219, INA226

What were the biggest problems encountered?: 1) Keine vorhandene Bibliothek für den MAX17260 z.B. für Arduino. 2) Der MAX17260 hat leider nicht zu meinem geplanten Projekt gepasst, da er nur Akkusysteme mit 1 Zelle in Reihe unterstützt.

Detailed Review:

English Version

Description:

The MAX17260 is an IC to determine the current charge state of a lithium battery. The chip measures the voltage and the current into and out of the battery, it has a counter for counting the energy which is going into and out of the battery. The current can be measured at low side or high side. The chip can also calculate the remaining time when the battery is the power source or when the battery is charged. It also can be programmed to create an alarm signal when several conditions occur, like under-/overvoltage or overtemperature.

The Maxim Integrated MAX17260X Evaluation Kit:

The Kit consists of the board with the MAX17260 and an USB-dongle for the I2C communication with the PC (plus the connection cable with RJ connectors). The user can download a very nice PC software from the Maxim website for evaluation of all functions of the MAX17260. The jumper J9 allows to choose between low side or high side shunt in order to measure the current to/from the battery.

Power it on:

The software installation is straight forward, the driver for the dongle is automatically installed and Windows recognizes the donge immediately. After the MAX17620 is supplied with power from the connected battery or the charger the software starts the I2C communication with the chip and reports the currents and charge state to nicely animated gauges. All registers can be set to user defined values with the software.

Maxim posted a video on Youtube where they demonstrate the features of the MAX17620 and the use of the software.

Roadtest:

My project is a power station for the camping holiday, which charges a Li-Ion battery (18 cells each 3300mAh, 3 x 6 type 18650 batteries in series) with one or two parallel solar panels. It is used to operate a compressor cooler box (for 0°C setting temperature it consumes about 60W/12V for 5-10 minutes every 30 minutes). This Power Station is currently under design as the second generation after the first version (with only 6 batteries) on the last vacation proved to be successful, but the battery capacity did not turn out to be quite sufficient (in the first design, also the MPPT charge controller was realized in software and had some heat dissipation problems).

This gives an overview of the new design:

In addition to these main function blocks there is an Arduino, which monitors the voltages, currents and power at the input (voltage / current from the solar panel), the battery and the output of the DC-DC converter with the help of three INA219 / INA226 and outputs these values on a display. There are also functions such as shutdown at low battery and other comfort features. Right now I calculate the charge state of the battery from their voltage.The MAX17260 would have been the ideal complement (respectively replacement for the INA219 at the battery) for this system, unfortunately, it is only suitable for single-cell battery systems (VBatt max 4.9V). I have considered putting the 18 lithium cells all in parallel, but then the battery voltage is only between 3V and 4.2V and the DC-DC converter only works efficiently at voltages greater than about 7V.

The use cases for the MAX17260 are therefore somewhat limited. Mainly it is useful for consumer products, such as e.g. cameras, tablets and similar devices. Often (for example Smart-Home) devices with 1 cell have no display and it therefore makes little sense to accurately determine the current charge state of the battery. For the road test, I have therefore set up a small test arrangement with a single Li-ion battery: The MAX17260 adapts to the used battery regarding the capacity by „learning“ the amount of energy used during charging and discharging, thus calculating the exact percentage of instantaneous battery capacity and the remaining operating time or charging time after one full charge/discharge cycle.

All registers contents can be viewed and changed in the PC software: Depending on the selected shunt resistor (1 mΩ - 50 mΩ) currents up to 50A can be measured (the IC's allowed max. voltage at the shunt resistor is approx. +/- 50mV).

Summary:

The MAX17260 allows a very fast and convenient realization of a battery capacity indicator for devices that work with a single lithium cell. All important values, such as current in/out, voltage, temperature and the values for the battery capacity can be read out of registers simply by I2C. The power consumption is very low with approx. 5μA. The documentation and the equipment of the Eval-Kit are extensive and leave no questions unanswered. However, for DIY, the IC is less suitable, as it is difficult to buy and with the very small package forms very difficult to solder into own designs (I could not find a breakout board, and the eval kit is quite expensive with around 60 USD).

Beschreibung:

Der MAX17260 ist ein Baustein zur Überwachung der Spannungen und Ströme eines Systems, das mit einem Lithium Akku betrieben wird. Die Ströme können wahlweise High-Side oder Low-Side gemessen werden. Der Baustein hat einen Energiezähler, der es ermöglicht die im Akku verbleibenden mAh bzw. die zu erwartende Betriebszeit, oder andersherum die verbleibende Zeit bis zum vollständigen Laden zu berechnen. Der Baustein ermöglicht auch die Signalisierung von Alarmen bei Über-/Unterspannung, Über-/Untertemperatur und zahlreichen weiteren Parametern.

Das Maxim Integrated MAX17260X Evaluation Kit:

Das Kit enthält das Board mit dem MAX17260 und den benötigten externen Komponenten. Einen USB-Dongle zur Kommunikation per IIC vom PC aus und das passende Anschlußkabel mit RJ-Steckern.

Mit dem Jumper J9 lässt sich vor Anlegen der Versorgungsspannung festlegen ob die Strommessung High- oder Low-Side erfolgen soll.

Die PC-Software zum Kit kann von der Produktseite des Kits auf der Maximintegrated.com Webseite heruntergeladen werden.

Inbetriebnahme:

Die Softwareinstallation verläuft unproblematisch und der Dongle-Treiber wird von Windows automatisch geladen. Wenn der MAX17260 mit Akku und der Systemelektronik verbunden und mit Spannung versorg wird, kann die sehr sorgfältig programmierte Software ausgeführt werden und zeigt alle relevanten Werte übersichtlich mit Zeigerinstrumenten an:

Bei Youtube gibt es auch ein Video von Maxim, das die Bedienung des Kits ausführlich demonstriert.

Praxistest:

Mein Projekt ist eine Power Station für den Campingurlaub, die einen Li-Ion Akku (18 Zellen je 3300mAh, 3 mal 6 18650 Akkus in Serie) mit einem (oder 2 parallelen) Solarpanel auflädt um damit

eine Kompressor-Kühlbox (12V etwa 60W für 5-10 Minuten alle 30 Minuten) zu betreiben. Diese Power Station befindet sich gerade als zweite Generation im Aufbau, nachdem sich der erste Aufbau (mit nur 6 Akkus) im letzten Urlaub bewährt hatte, aber die Kapazität der Akkus sich als nicht ganz ausreichend herausgestellt hat (im ersten Entwurf war der MPPT Laderegler in Software realisiert).

Dies gibt einen Überblick über den neuen Entwurf:

Zusätzlich zu diesen Hauptfunktionsblöcken kommt ein Arduino, der mit Hilfe von drei INA219/INA226 die Spannungen, Ströme und Leistungen am Eingang (Spannung/Strom vom Solarpanel), am Akku sowie am Ausgang des DC-DC Konverters überwacht und auf einem Display ausgibt. Dazu kommen noch Funktionen wie Abschaltung bei niedrigem Akkustand und weitere Komfortfunktionen. Den Ladezustand des Akkus lese ich dabei an der Akkuspannung ab.

Der MAX17260 wäre die ideale Ergänzung (bzw. Ersatz für den INA219 am Akku) für dieses System gewesen, leider eignet er sich nur für einzellige Akku-Systeme (VBatt max. 4,9V).

Ich habe erwägt die 18 Zellen alle parallel zu schalten, allerdings arbeitet der DC-DC Konverter erst bei Spannungen größer etwa 7V.

Die Anwendungsfälle für den MAX17260 sind daher etwas eingeschränkt, hauptsächlich ist er für Produkte im Consumer-Bereicht, wie z.B. Kameras, Tablets und ähnliche Geräte, gedacht.

Oftmals haben (z.B. Smart-Home) Geräte mit 1 Zelle kein Display und es macht somit wenig Sinn den aktuellen Lade-Zustand des Akkus genau zu bestimmen.

Für den Road Test habe ich daher eine kleine Test Anordnung mit einem einzelnen Li-Ion Akku aufgebaut:

Der MAX17260 passt sich dem Akku durch Messung der beim Laden eingesetzten Energie und beim Entladen abgegebenen Energie der Kapazität des Akkus an und berechnet somit die genaue Anzeige der momentanen Akkukapazität in Prozent sowie die verbleibende Betriebszeit bzw. Ladezeit. Alle Register können in der PC-Software angesehen und verändert werden:

Je nach gewähltem Shunt Widerstand (1 mΩ - 50 mΩ) können Ströme bis 50A gemessen werden (Spannung am Shunt max ca. +/- 50mV).

Fazit:

Der MAX17260 ermöglicht eine sehr schnelle und komfortable Realisierung einer Akkukapazitätsanzeige für Geräte, die mit einer Lithium-Zelle arbeiten. Alle wichtigen Werte, wie Strom Spannung und alle Werte zur Akku-Kapazität können aus Registern einfach per IIC ausgelesen werden. Der Stromverbrauch ist mit ca. 5µA sehr niedrig. Die Dokumentation und die Austattung des Eval-Kits sind umfangreich und lassen keine Fragen offen. Für Hobbyelektroniker ist der Baustein allerdings weniger geeignet, da er schwer verfügbar und mit den sehr kleinen Gehäuseformen nur sehr schwer in eigene Designs integrierbar ist (kein Breakout Board verfügbar, und das Kit ist mit 60 USD dann doch sehr teuer).