bq76PL455A-Q1器件是一款集成式16节电池监测和保护器件,面向高可靠性汽车应用。集成式高速差分电容隔离通信接口能够让16个bq76PL455A-Q1器件通过单个高速通用异步接收器/发射器(UART)接口与主机通信。
bq76PL455A-Q1监视和检测几种不同的故障条件,包括:过压、欠压、过温和通信故障。还包含6个GPIP端口和8个模拟AUX ADC输入,增强了监测和可编程功能。还具有二级热关断功能,提供了进一步保护。
bq76PL455A-Q1的主要特性
可以为每个器件监测和均衡6~16节电池高精度监测;
具有内部基准;
高性能14位模数转换器(ADC);
所有电池转换在2.4ms(额定值)内完成;
温度和其它传感器的8个AUX输入,输入电压为0~5V;
内部精密基准;
集成式保护器,具有独立Vref,面向过压(OV)和欠压(UV)比较器与可编程VCELL设定点;
用于实现高系统稳健性;
高达1-Mb/s的可堆叠隔离差分UART;
采用双绞线的菊花链内的IC多达16个;
通过了大电流注入(BCI)测试;
用于实现稳健的热插拔性能;
利用外部n-FET实现无源均衡,利用EMB1428Q/EMB1499Q实现有源均衡;
有助于用户满足功能安全标准要求(例如ISO26262);
内置式自测,验证指定的内部功能;
支持Open Wire Detection;
通过了AEC-Q100认证:
器件温度等级2:–40℃~105℃环境工作温度范围;
器件HBM ESD等级分类2级;
器件CDM ESD等级分类C3级;
图1 bq76PL455A-Q1功能框图
图2 bq76PL455A-Q1数字芯片部分功能框图
图3 bq76PL455A-Q1主器件应用框图
bq76PL455EVM评估模块
德州仪器公司的无源均衡bq76PL455A-Q1监测和均衡16节串联锂离子电池。bq76PL455A-Q1由16V(最小值)~79.2V(最大值)电池组供电。除了16条电池测量通道,还提供另外8条模拟通道以实现温度或辅助信号感应,提供6条数字通道。可对这些数字通道进行配置,以便在电平状态改变高到低或低到高时产生故障。了解在0~65℃和-40℃~105℃的工作温度范围内通道电压测量精度规范。无源电池均衡电流由板载电阻设定,在4.2V电压下,每节电池的电流为56mA。
如需堆叠16节以上的电池,最多可以串联6个bq76PL455EVM以便支持96节电池。与堆叠的bq76PL455EVM通信是通过能够承受500V电压的隔离式菊花链差分总线完成的。bq76PL455EVM堆栈可利用来自于GUI的单个唤醒命令从掉电模式下唤醒。仿真LED故障指示器监测系统故障并将其显示在GUI中。
利用PC GUI控制单个EVM或多个堆叠的bq76PL455EVM。PC和bq76PL455EVM堆栈的最底层之间的通信是通过FTDI USB-TTL(5V)串行接口电缆来实现的。堆栈中其它所有EVM间的通信是通过隔离式菊花链差分通信总线完成的。PC GUI让我们能够对bq76PL455EVM进行配置,以便监测电池和其它模拟数据通道,控制均衡和监测任何故障的详情。
bq76PL455EVM演示了德州仪器新型高集成度bq76PL455A-Q1 16节电池堆栈监测、无源均衡器件的性能。bq76PL455AQ1为电池管理提供了高度精确、可靠和稳定的解决方案,整合了下列元件:
14位模数转换器(ADC);
精密电压基准;
精密高压模拟前端(AFE);
通用异步接收器/发射器(UART)串行通信接口;
LDO稳压器;
用于实现监测、均衡和通信功能的控制逻辑
bq76PL455EVM评估模块的主要特性
16通道精密电压电池监测与无源均衡;
8通道温度或辅助信号监测;
6通道数字信号监测和可选故障监测;
隔离式串行通信;
可堆叠,支持96节电池;
bq76PL455EVM评估模块的电特性
工作电压范围:16V~79.2V;
最多可测量16节电池,电压范围为1V~5V,绝对最大电池开路电压:5.5V;
均衡电流:高达[email protected] ;
工作温度:-40℃~105℃;
bq76PL455EVM实现了下列功能
电池电压监测;
电池UV和OV比较器;
电池均衡;
温度和辅助信号监测;
嵌入式控制;
故障监测;
隔离式差分菊花链通信;
PC串行通信;
通用I/O;
电源;
图4 bq76PL455EVM评估模块外形图
表1 bq76PL455EVM评估模块材料清单(BOM)
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