ZHCSU48 December   2023 BQ76972

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较表
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1  绝对最大额定值
    2. 6.2  ESD 等级
    3. 6.3  建议运行条件
    4. 6.4  热性能信息 BQ76952
    5. 6.5  电源电流
    6. 6.6  数字 I/O
    7. 6.7  LD 引脚
    8. 6.8  预充电 (PCHG) 和预放电 (PDSG) FET 驱动器
    9. 6.9  FUSE 引脚功能
    10. 6.10 REG18 LDO
    11. 6.11 REG0 前置稳压器
    12. 6.12 REG1 LDO
    13. 6.13 REG2 LDO
    14. 6.14 电压基准
    15. 6.15 库仑计
    16. 6.16 库仑计数字滤波器 (CC1)
    17. 6.17 电流测量数字滤波器 (CC2)
    18. 6.18 电流唤醒检测器
    19. 6.19 模数转换器
    20. 6.20 电芯电压测量精度
    21. 6.21 Cell Balancing
    22. 6.22 电芯开路保护器
    23. 6.23 内部温度传感器
    24. 6.24 热敏电阻测量
    25. 6.25 内部振荡器
    26. 6.26 高侧 NFET 驱动器
    27. 6.27 基于比较器的保护子系统
    28. 6.28 时序要求 - I2C 接口，100kHz 模式
    29. 6.29 时序要求 - I2C 接口，400kHz 模式
    30. 6.30 时序要求 - HDQ 接口
    31. 6.31 时序要求 - SPI 接口
    32. 6.32 接口时序图
    33. 6.33 典型特性
  8. 7 详细说明
    1. 7.1  概述
    2. 7.2  功能方框图
    3. 7.3  BQ76972 器件版本
    4. 7.4  诊断
    5. 7.5  器件配置
      1. 7.5.1 命令和子命令
      2. 7.5.2 使用 OTP 或寄存器进行配置
      3. 7.5.3 器件安全性
      4. 7.5.4 暂存存储器
    6. 7.6  测量子系统
      1. 7.6.1  电压测量
        1. 7.6.1.1 电压测量时间表
        2. 7.6.1.2 电芯与互连的 VC 引脚使用
        3. 7.6.1.3 SLEEP 模式下的电芯 1 电压验证
      2. 7.6.2  通用的 ADCIN 功能
      3. 7.6.3  库仑计数器和数字滤波器
      4. 7.6.4  同步电压和电流测量
      5. 7.6.5  内部温度测量
      6. 7.6.6  热敏电阻温度测量
      7. 7.6.7  电压 ADC 的出厂修整
      8. 7.6.8  电芯电压测量精度
        1. 7.6.8.1 固定偏移调整
        2. 7.6.8.2 电芯偏移校准
      9. 7.6.9  电压校准（ADC 测量）
      10. 7.6.10 电压校准（COV 保护和 CUV 保护）
      11. 7.6.11 电流校准
      12. 7.6.12 温度校准
    7. 7.7  初级和次级保护子系统
      1. 7.7.1 保护概述
      2. 7.7.2 初级保护
      3. 7.7.3 次级保护
      4. 7.7.4 高侧 NFET 驱动器
      5. 7.7.5 保护 FET 配置和控制
        1. 7.7.5.1 FET 配置
        2. 7.7.5.2 预充电和预放电模式
      6. 7.7.6 负载检测功能
    8. 7.8  器件硬件特性
      1. 7.8.1  电压基准
      2. 7.8.2  ADC 多路复用器
      3. 7.8.3  LDO
        1. 7.8.3.1 前置稳压器控制
        2. 7.8.3.2 REG1 和 REG2 LDO 控制
      4. 7.8.4  独立接口与主机接口
      5. 7.8.5  多功能引脚控制
      6. 7.8.6  RST_SHUT 引脚运行
      7. 7.8.7  CFETOFF、DFETOFF 和 BOTHOFF 引脚功能
      8. 7.8.8  ALERT 引脚运行
      9. 7.8.9  DDSG 和 DCHG 引脚运行
      10. 7.8.10 保险丝驱动
      11. 7.8.11 电芯开路
      12. 7.8.12 低频振荡器
      13. 7.8.13 高频振荡器
    9. 7.9  器件功能模式
      1. 7.9.1 概述
      2. 7.9.2 NORMAL 模式
      3. 7.9.3 SLEEP 模式
      4. 7.9.4 DEEPSLEEP 模式
      5. 7.9.5 SHUTDOWN 模式
      6. 7.9.6 CONFIG_UPDATE 模式
    10. 7.10 串行通信接口
      1. 7.10.1 串行通信概述
      2. 7.10.2 I2C 通信
      3. 7.10.3 SPI 通信
        1. 7.10.3.1 SPI 协议
      4. 7.10.4 HDQ 通信
    11. 7.11 Cell Balancing
      1. 7.11.1 电芯均衡概述
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求（示例）
      2. 8.2.2 详细设计过程
      3. 8.2.3 应用性能图
      4. 8.2.4 校准过程
    3. 8.3 随机电芯连接支持
    4. 8.4 启动时序
    5. 8.5 FET 驱动器关断
    6. 8.6 未使用的引脚
    7. 8.7 电源要求
    8. 8.8 布局
      1. 8.8.1 布局指南
      2. 8.8.2 布局示例
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 文档支持
    2. 9.2 支持资源
    3. 9.3 商标
    4. 9.4 静电放电警告
    5. 9.5 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

7.10.3 SPI 通信

BQ76972 器件中的 SPI 接口用作仅响应者接口，具有可选的 CRC 检查。如果尚未对 OTP 进行编程，则 BQ76972 器件默认会在 400kHz I2C 模式下初始上电，而其他器件版本默认会在启用 CRC 的 SPI 模式下初始上电，如器件比较表 中所述。可以在生产线上将用于选择 SPI 模式的 OTP 设置编程到 BQ76972 中，然后当该器件上电时，它会自动进入 SPI 模式。尽管器件在退出 CONFIG_UPDATE 模式时不会立即更改通信模式，但是主机还可以在 CONFIG_UPDATE 模式下更改串行通信设置，以避免在评估或生产过程中丢失通信。主机可以复位器件或写入 SWAP_TO_SPI() 子命令以立即将通信接口更改为 SPI。

SPI 接口逻辑在时钟极性 (CPOL) = 0 和时钟相位 (CPHA) = 0 的情况下运行，如下图所示。

GUID-0E97F312-2E4A-4522-8B9F-6A7432ADCBBD-low.svg图 7-11 CPOL = 0 且 CPHA = 0 的 SPI

该器件还包含一个使用多项式 x8 + x2 + x + 1 的可选 8 位 CRC。如果未启用 CRC，接口必须处理 16 位事务；如果启用 CRC，接口必须处理 24 位事务。根据 Settings:Configuration:Comm Type 的设置，可启用或禁用 CRC 模式。根据配置设置，逻辑将：

(a) 仅在有 CRC 时工作，无有效 CRC 时不处理数据，或

(b) 仅在无 CRC 时处理事务（因此主机每次只在时钟沿处理 16 位数据，如果发送更多或更少的时钟，器件将检测到错误）。

如果主机使用 CRC 执行写入操作，而 CRC 不正确，传入数据将不会传输到接收缓冲区，发送缓冲区（用于下一个事务）也会复位为 0xFFFF。此事务被视为无效。在下一个事务中，CRC（如已在时钟沿输出）将为 0xAA，因此 0xFFFFAA 将向控制器指示检测到 CRC 错误。

当主机启动事务时，BQ76952 器件中的内部振荡器可能未运行（例如，如果器件处于 SLEEP 模式，可能会发生这种情况）。如果发生这种情况，针对在时钟沿输出的前 16 位数据，接口将在 SPI_MISO 上输出 0xFFFF。如果启用了 CRC，该接口还将为第三个 (CRC) 字节输出 0xFF。因此，0xFFFF 或 0xFFFFFF 将向控制器指示内部振荡器尚未就绪。

该器件将在 SPI_CS 下降沿自动唤醒内部振荡器，但可能需要长达 50µs 的时间才能稳定下来并可供 SPI 接口逻辑使用。器件所用地址 0x7F 的定义方式应确保没有将 0xFF 写入此地址的有效事务。因此，在事务的前两个字节中，两字节模式 0xFFFF 绝不应作为有效序列出现（也就是说，该模式仅用作出错的标志，类似于 I2C NACK）。

由于 HFO 在最初关断时上电会出现延迟，因此该器件包含一个可编程迟滞，以使 HFO 在被 SPI_CS 上的下降沿唤醒后保持通电状态达可编程的秒数。此迟滞由 Settings:Configuration:Comm Idle Time 配置设置控制，可设置为 0 至 255 秒（在 SPI 模式下，即使该值设置为 0，该器件也会使用 1 秒的最小迟滞）。主机可以将此设置为更长的时间（最多 255 秒），并在此时间窗口内保持定期通信，从而使 HFO 保持通电状态，以便器件能够快速响应 SPI 事务。然而，保持 HFO 持续运行将导致器件消耗额外的电源电流，超出了 HFO 仅在需要时供电时消耗的电流（HFO 在通电时消耗约 30µA 的电流）。为了避免这种额外的电源电流，主机可以发送初始不必要的 SPI 事务来唤醒 HFO，并重试此操作，直到在 SPI_MISO 上返回有效响应。此时，主机可以开始发送预期的 SPI 事务。

如果长时间内发生过多的 SPI 事务，器件可能会发生看门狗故障。建议通过从一个事务结束到新事务开始提供 50μs 或更长的时间来限制 SPI 事务的频率。

该器件能够检测冻结或断开的 SPI 总线状况，然后复位总线逻辑。当 SPI_CS 为低电平，并且 SPI_SCLK 为静态且在两秒钟超时内没有变化时，就会识别出这种情况。

根据所使用器件的版本，SPI_MISO 引脚可以默认配置为使用 REG18 LDO 进行输出驱动，这将产生 1.8V 信号电平。如果主机处理器以较高电压（例如 3.3V 或 5V）运行，这可能会导致通信错误。通过设置 Settings:Configuration:SPI Configuration[MISO_REG1] 数据存储器配置位，可以对 SPI_MISO 引脚进行编程，以改为使用 REG1 LDO 进行输出驱动。仅当 REG1 LDO 通电时才应设置该位。修改该位后，需要发送 SWAP_TO_SPI() 或 SWAP_COMM_MODE() 子命令才能使器件使用新值。

该器件在 SPI 输入引脚上包含可选的引脚滤波，可在每个输入引脚上实现具有约 200ns 延迟的滤波器。默认启用该滤波，但可以通过清除 Settings:Configuration:SPI Configuration[FILT] 数据存储器配置位来禁用。