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高准确度隔离式接口电池监视器打造混合/电动型汽车应用

2012年11月01日12:50:25 本网站 我要评论(2)字号:T | T | T

——凌力尔特公司信号调理产品部产品市场经理Brian Black诠释16位分辨率和优于0.04%的高压电池监视器

 

 

凌力尔特公司(Linear Technology Corporation)日前推出面向混合电动型和电动型汽车以及其他高压、堆叠式电池系统的高压电池监视器LTC®6804。公司信号调理产品部产品市场经理Brian Black向媒体介绍了这款16位分辨率和精度优于0.04%的高压电池监视器。

 

锂离子电池呼唤高电压电池监视器

Brian Black介绍说,如果期望锂离子电池长时间地可靠运行,就必需对其给予大量的看护。不能让它们工作到其电荷状态(SOC)的极端状态。锂离子电池的容量会随着时间的推移和使用而逐渐减少和消耗,因此必须对系统中的每一节电池进行管理,使之保持在一个受限的SOC之内。

为了给汽车提供足够的电能,需要使用几十或几百节电池。这些电池必须配置成长串结构;产生高达1000V甚至更高的电压。电池电子线路必须在这种非常高电压的环境中运作并抑制共模电压的影响,同时对这些电池串中的每一节电池进行差分测量和控制。此类电子线路必须要能够将来自电池组的信息转移至一个中心点进行处理。

除了这些要求之外,在汽车或其他高功率应用中运作高电压电池组还会强加严苛的条件,例如在显著的电噪声环境和很宽的温度范围内运作。人们对于电池管理电子线路的期盼是:尽量扩展工作范围、延长寿命并提高安全性和可靠性,同时最大限度地缩减成本、尺寸和重量。

LTC6804恰恰可以满足上述要求。

 

优异精度,速度极快

Brian Black表示,LTC6804能以16位分辨率和优于0.04%的准确度来测量12节高达4.2V的串联连接电池。利用一个亚表面齐纳电压基准(类似于高精度仪表中所使用的基准),可在整个时间、温度和工作条件下保持高精度。当串联堆叠时,LTC6804允许在大型高压系统中测量每节电池的电压。有6种工作模式可用,以优化更新率、分辨率和内置3阶噪声滤波器的低通响应。在最快速模式时,可在290μs内测量所有电池。

 

精确、高压多节电池组监视器

 

他介绍说,利用凌力尔特专有的两线isoSPI™ 接口,多个LTC6804可以在长距离互连,并同时工作。isoSPI接口集成到每一个LTC6804中,仅使用双绞线就可在高达1Mbps和长达100米的接线提供很高的抗RF噪声能力。有两种可用的通信选项:对于LTC6804-1,多个器件采用菊链式连接,一个主处理器贯通所有器件;对于LTC6804-2,多个器件并联连接至主处理器,对每个器件进行个别寻址。

 

低功耗的可靠及安全性设计

Brian Black强调,LTC6804为最大限度降低功耗而设计,尤其是在长期储存时电池泄漏是不能接受的。在休眠模式,LTC6804从电池吸取不到4μA电流。通用I/O引脚可用来监视诸如电流和温度等模拟信号,而且可通过电池电压测量被同时捕获。其他特点包括可利用一个长达2小时的可编程平衡定时器对每节电池进行被动电荷平衡,即使当LTC6804处于睡眠模式时也不例外。LTC6804可与温度传感器、ADC、DAC和EEPROM等外部I2C器件连接。本机EEPROM可用来存储串行化和校准数据,从而实现模块化系统。

LTC6804为超越汽车和工业应用的环境、可靠性及安全性要求而设计。LTC6804全面规格在-40℃125℃的温度范围内工作。该器件为符合ISO 26262(ASIL)的系统而设计,全套自测试确保无潜在故障情况。为了实现这一点,LTC6804包括一个冗余电压基准、扩展的逻辑测试电路、导线开路检测功能、一个看门狗定时器和在串行接口的数据包误差检验。

Brian Black自豪地表示:“LTC6804融汇了30多年的模拟电路经验和在汽车电池管理领域中来之不易的宝贵教训。无论在实验台还是在路上,该器件都提供了卓越的性能。”

据介绍,LTC6804是小型8mm x12mm表面贴装器件,样品、演示电路板和数据表现已在www.linear.com.cn/product/LTC6804提供。LTC6804将于2013年1月批量供货。

 

Brian Black演示产品功能

 

实现百米双向传输的配套器件

Brian Black说,与LTC6804一起,凌力尔特还推出了LTC6820 isoSPI收发器。LTC6820跨长达100米的隔离势垒实现串行外围接口(SPI)总线的双向传输。使用LTC6820时,SPI数据被编码成差分信号,然后通过双绞线和一个简单和低成本的以太网变压器发送。LTC6820支持高达1MHz的SPI数据速率,并采用匹配的供应和吸收电流,以免除增设一个变压器中心抽头的需要,并同时降低EMI。驱动电流和比较器门限用两个电阻器设定,从而允许优化系统接线长度和信噪比性能。LTC6820是LTC6804高压电池监视器的伴随器件,并具备内置isoSPI接口。运用LTC6804的电池管理系统可通过LTC6820连接至外部组件(例如微控制器)。

LTC6820采用MSOP和纤巧型QFN封装,样品、演示电路板和数据表可通过www.linear.com.cn/product/LTC6820获得。

www.linear.com.cn
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