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

8.2.2 详细设计过程

  • 确定串联电芯节数。
    • 该值取决于电芯化学成分以及系统的负载要求。例如，要使用电芯最小电压为 3V 的 Li-CO2 型电池来支持 40V 的最小电池电压，至少需要 14 个串联电芯。
    • 有关正确的电芯连接，请参阅节 7.6.1.2。
  • 保护 FET 选择和配置
    • BQ76972 器件设计使用高侧 NFET 保护（利用 DCHG/DDSG 信号来使用低侧保护 NFET）
    • 应为串联 FET 和并联 FET 选择相应的配置，可能需要针对充电方向和放电方向选择不同的 FET。
    • 这些 FET 的额定性能应符合以下要求：
      • 最大电压，该值应为每节串联电芯大约 5V（直流）至 10V（峰值）。
      • 最大电流，应根据最大直流电流和最大瞬态电流计算并留有一定的裕度。
      • 最大功率损耗，其可能是 FET、FET 封装和 PCB 设计的 RDS(ON) 额定值的一个因素。
    • 应根据保护 FET 的 RDS(ON) 要求及其电压处理要求来选择 BQ76972 器件电荷泵的过驱电平。如果选择 FET 的最大栅源电压为 15V，则可以使用 BQ76972 器件内的 11V 过驱模式。如果未指定 FET 承受该电平，或者担心 FET 上的栅极漏电流，则可以选择 5.5V 的较低过驱电平。
  • 检测电阻选型
    • 所选电阻值应当尽可能扩大库仑计的输入范围，但不超过绝对最大额定值，并避免电阻器内产生过多热量。
      • 使用正常的最大充电或放电电流时，检测电阻最大值等于 200mV/20.0A = 10mΩ。
      • 不过，假设短路放电电流为 80A，建议的最大 SRP、SRN 电压约为 0.75V，并且最大 SCD 阈值为 500mV，则检测电阻最大值应低于 500mV/80A = 6.25mΩ。
    • 此外，还应考虑进一步的容差分析（值容差、温度变化等）和 PCB 设计裕度，因此 1mΩ 的检测电阻适合 50ppm 温度系数和 1W 额定功率。
  • 选择 REG1 为外部主机处理器提供电源，输出电压选择为 3.3V。
    • 选择用于 REG0 前置稳压器的 NPN BJT 应支持最大充电电压 68V 的最大集电极至发射极电压。应选择合适的 BJT 增益，从而通过 BQ76972 器件可以提供的基极电流电平来提供所需的最大输出电流。
    • BJT 应支持 REG1 预期的最大电流（最大 45mA，短路电流限制高达约 80mA）。
    • 可以选择在 BJT 的集电极电路中包含一个二极管，避免在电池包短路事件期间反向电流从 BREG 经过 BJT 的基极-集电极结流向 PACK+。可以在图 8-2 中的 D2 处看到该二极管。
    • 建议在 BREG 和 VSS 之间连接一个大电阻器（例如 10MΩ），避免在 SHUTDOWN 模式期间可能出现任何意外的漏电流。