ADBMS6948

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16通道电池组监控器

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概述

  • 电芯电压测量
    • 最多16个电芯通道
    • 并行冗余架构
    • 被动电池平衡，每通道高达300 mA
    • 在4.2 V电压下，生命周期内的总测量误差(TME)小于3 mV
  • 电池包电流测量
    • 具有冗余机制的独立双向通道
    • 专用电荷测量/库仑计数器
    • 动态范围：±131 mV
    • 分辨率：1 µV/bit
    • 失调：1 µV（生命周期内）
    • 增益误差：0.1%（生命周期内）
  • 电池包电流和电芯电压同步测量
  • 短路/过电流检测
    • 响应时间：<2 µs
    • 可编程的检测时间和阈值
    • MOSFET/接触器控制专用输出
    • 冗余测量、算法和故障引脚
  • 10个通用I/O (GPIO)通道
    • 电芯和电路板温度测量
    • 电池包、负载和系统诊断测量
    • TME：< 3.3 mV（生命周期内）
  • 关断状态下的低功耗监测
    • 专用故障输出引脚
    • 可配置的过冲、下冲和时间梯度阈值
    • 电芯电压、电池包电流和GPIO电压测量
    • 可配置的可测量周期
    • 独立连续时间过流保护
  • 4线式SPI 4MHz通信接口
  • 64引脚QFN-SS封装
  • 通过AEC-Q100认证

ADBMS6948是一款多电芯电池监控器，率先采用了并行测量架构，可测量多达16个串联电芯；在整个温度范围内和使用寿命期间，TME小于3 mV。并行测量架构显著降低了外部元件的成本，使其在同类产品中脱颖而出。它是一款在电压、电流、温度和过流检测方面均有冗余设计的电池管理系统。ADBMS6948的电芯电压测量输入范围为-2.0 V至5.5 V，适合大多数电池化学应用，并可测量母线上的电压。利用两个单独的模数转换器(ADC) C-ADC和S-ADC，可以同时且冗余地测量所有16个电芯。ADC的采样速率为4.096 MHz，转换时间最长为1 ms。后续的可编程数字IIR滤波器可实现更高的降噪效果。

ADBMS6948还提供出色的集成双向电流测量功能。它通过测量外部检测电阻上的压降来测量流入流出电池模组的电流，输入失调电压为1 µV，生命周期内增益误差为0.1%。额外的电流通道ADC可以与电芯电压测量同步。这种并行、同步、精准的电压和电流测量相结合，使得微控制器单元(MCU)能够实现准确的荷电状态(SOC)、功率状态(SOP)和健康状态(SOH)估计。ADBMS6948还集成了库仑计数器，可用于减轻MCU开销，从而实现精准SoC估算。

ADBMS6948还是集成过流(OC)检测功能的锂离子电芯监控器，过流响应时间小于2µs。专用过流引脚可用于连接外部开关驱动器，以控制系统中的开关。得益于ADBMS6948中响应时间小于2µs的专用OC引脚，电源分配单元的保护电路可以采用额定值较低的元件。ADBMS6948 OC检测算法考虑到了传统基于比较器的OC检测的局限性，即无法检测短时毛刺期间的过载事件，并且在高负载条件下会产生误报。ADBMS6948 OC检测算法工作在能量域，通过测得的电流值确定MOSFET中产生的热量。这种算法利用额外的热模型参数估算FET温升，以判断是否发生过流事件。

ADBMS6948还提供低功耗监测(LPM)功能，即使MCU处于休眠状态，也能防止热失控情况。在此模式下，ADBMS6948不仅测量电芯电压、电芯温度和电池包电流，而且监测每个电芯电压的变化率(dV/dt)、每个相连电池的温度变化率(dT/dt)和电池包电流的变化率(dI/dt)，因此能够及早发现任何热失控参数。当电芯电压、电芯温度或差值测量结果超出预设的上限或下限时，ADBMS6948会在专用FAULTB引脚上产生中断。

ADBMS6948还具有额外的模拟电压通道，可用于通过外部NTC来测量温度，或是执行DC-link电压和开关/FET诊断测量。ADBMS6948提供串行外设接口(SPI)，最大工作频率为4MHz，可用于配置、触发测量和回读。ADBMS6948可由电池堆直接供电，或采用隔离电源供电。该器件具有被动均衡功能，采用独立的脉冲宽度调制(PWM)占空比控制，并能为每个间隔的电芯提供高达300mA的放电电流。其他特性包括板载5V稳压器和休眠模式（此模式下功耗降至4µA）。

应用

  • 轻度混合电动车
  • 两轮和三轮电动车
  • 四轮电动车辅助电池
  • 备用电池系统
  • 储能系统(ESS)
ADBMS6948
16通道电池组监控器
ADBMS6948 Application Circuit ADBMS6948 Pin Configuration
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