菊花鏈電池IC如何有效監(jiān)控和保護(hù)高壓電池

傳統(tǒng)上，電池管理 IC 被配置為監(jiān)控電池中所有電池的電壓、電流和溫度，并對條件做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。例如通過打開或關(guān)閉保護(hù) FET。當(dāng)串聯(lián)電池的數(shù)量超過 IC 的電池輸入時(shí)，必須為額外的電池添加另一個(gè)電池 IC（菊花鏈）并分成一個(gè)單獨(dú)的模塊。

大多數(shù)電池管理 IC 在菊花鏈配置中變得笨重，需要每個(gè)模塊中的冗余控制器來補(bǔ)充每個(gè)電池 IC、光耦合器或其他昂貴的隔離，以幫助所有模塊之間的堆棧上下通信。這些設(shè)計(jì)通常包括用于電流感應(yīng)、FET 驅(qū)動(dòng)器、電荷泵等的每個(gè)電池 IC 上昂貴的未使用硅，而堆疊電池的每個(gè)模塊都不需要這些硅。例如，所有電池系列的電流相同，保護(hù) FET 只會(huì)添加到電池堆的頂部或底部。此外，固件必須在每個(gè)電池模塊之間運(yùn)行和通信，以確保在堆棧上下保持安全和保護(hù)。請參見下面的圖 1。

圖像

用于單鏈和菊鏈電池前端 IC 的模塊

新發(fā)布的 RAA489204 電池前端 IC 旨在有效地滿足這些高電壓電池要求，無需額外的 IC、昂貴的隔離、浪費(fèi)的硅片或復(fù)雜的固件來解決所需的串?dāng)_。每個(gè) IC 可在 65V 范圍內(nèi)單獨(dú)監(jiān)控和平衡多達(dá) 14 節(jié)電池，但該器件采用兩針菊花鏈差分總線，適用于大于 14 節(jié)電池的電池。每個(gè) RAA489204 上的引腳專用于與電池組中的下一個(gè)模塊（即更高電壓）和電池組中的下一個(gè)模塊（即更低電壓）進(jìn)行差分通信。請參見下面的圖 2。

圖像

用于菊花鏈設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn) BFE 方法與創(chuàng)新 RAA489204

這些引腳的隔離可以是低成本電容器或變壓器，并在長距離內(nèi)保持高抗噪性。這些差分通信堆棧遵循 SPI 協(xié)議，字節(jié)和塊傳輸模式，使其輕松兼容許多微控制器 SPI 功能。通過 IC 管理堆棧上下電池狀態(tài)的通信，只需要微控制器，并且固件無需與另一個(gè)微控制器上的固件協(xié)調(diào)測量和響應(yīng)時(shí)序，以提供所有必需的電池安全和保護(hù)功能。

因?yàn)樗菫榫栈ㄦ滊姵卦O(shè)計(jì)的，所以使用 RAA489204 意味著不僅具有所需的確切電路，而且還可以對齊菊花鏈電池串聯(lián)所需的內(nèi)置通信功能和通信支持電路。其中一些用于菊花鏈通信的功能和電路包括：

單元測量支持平均以提供準(zhǔn)確性并消除每次出站數(shù)據(jù)傳輸?shù)漠惓Ｖ?，并減少錯(cuò)誤的故障反應(yīng)

硬件復(fù)位命令支持——在內(nèi)部拉動(dòng) EN 引腳以復(fù)位部件，而不會(huì)增加額外成本

多種設(shè)置和控制選項(xiàng)

用于平衡的多個(gè)內(nèi)部和外部自主選項(xiàng)

以 1 Mbps 菊花鏈數(shù)據(jù)速率支持多達(dá) 30 個(gè)堆疊設(shè)備

讀取或?qū)懭?a href="http://wenjunhu.com/tags/寄存器/" target="_blank">寄存器時(shí)靈活，可減少 SPI 傳輸會(huì)話、優(yōu)化通信并需要更少的 MCU 資源

增加的內(nèi)存緩沖區(qū)管理異步 SPI 傳輸（RAA489204 可以使用低性能 MCU 以高菊花鏈數(shù)據(jù)速度運(yùn)行，而不會(huì)溢出主堆棧設(shè)備緩沖區(qū)）

負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)高壓、多模塊電池的工程師應(yīng)該選擇 RAA489204 作為這些應(yīng)用的最新和最佳設(shè)備。瑞薩不僅提供部件，還提供支持評(píng)估板、通信板、評(píng)估 GUI 和示例代碼，以實(shí)現(xiàn)快速、輕松的開發(fā)。

審核編輯：郭婷