ZHCUAO7 December   2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 设计注意事项
      1. 2.2.1 辅助电源策略
      2. 2.2.2 高侧 N 沟道 MOSFET
      3. 2.2.3 堆叠式 AFE 通信
    3. 2.3 重点产品
      1. 2.3.1 BQ76942
      2. 2.3.2 LM5168
      3. 2.3.3 ISO1640
      4. 2.3.4 TCAN1042HV
      5. 2.3.5 THVD2410
      6. 2.3.6 TPS7A25
      7. 2.3.7 MSP430FR2155
      8. 2.3.8 TMP61
      9. 2.3.9 TPD2E007
  8. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 测试设置
    3. 3.3 测试结果
      1. 3.3.1 电芯电压精度
      2. 3.3.2 电池包电流精度
      3. 3.3.3 辅助电源和系统电流消耗
      4. 3.3.4 保护
      5. 3.3.5 工作模式转换
      6. 3.3.6 ESD 性能
  9. 4设计和文档支持
    1. 4.1 设计文件
      1. 4.1.1 原理图
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 工具与软件
    3. 4.3 文档支持
    4. 4.4 支持资源
    5. 4.5 商标
  10. 5作者简介

2.2.1 辅助电源策略

由于要求待机模式和运输模式具有低电流消耗，以及正常模式具有良好热性能，该设计使用图 2-2 中所示的辅助电源策略。

图 2-2 辅助电源策略

由于系统在正常模式工作时，需要数百毫安的电流来与系统侧进行正常的 CAN 或 RS-485 通信，因此该设计采用 120V 输入、0.3A、超低 IQ 同步直流/直流降压转换器 LM5168P 和低 IQ 0.3A LDO TPS7A25 作为主电源，与仅使用 LDO 相比，可提高系统效率和热性能。底部的 BQ76942 稳压器 REG2 配置为 5V 输出，这是系统在待机模式下运行时的电源。BQ76942 稳压器输出上的串联二极管确保在正常模式下，所有电源都来自直流/直流转换器，防止 BQ76942 稳压器电路过热，因此直流/直流转换器输出应设计成略高于 5V（即 BQ76942 稳压器输出）。LM5169 快速入门计算器 提供了详细的元件设计指南。当系统遇到严重的电芯欠压情况且必须进入运输模式时，MCU 将两个 BQ76942 器件配置为通过 I2C 命令或 RST_SHUT 引脚进入关断模式，并通过 EN 引脚关闭 LM5168P 输出，从而将系统配置为非常低的电流消耗模式。此设计支持充电器连接唤醒功能和系统自带的唤醒功能。这两种方法均可唤醒底部 BQ76942 器件并启用正常的 3.3V 稳压器 REG1，然后 MCU 会通电并通过 EN 引脚启用 LM5168P，然后整个系统回到正常模式。

为了覆盖 20 节串联电池系统，使用了两个堆叠的 BQ76942 器件来监测电芯电压和温度。避免两个堆叠组之间出现不平衡对于延长电池寿命而言非常重要。尽管电芯均衡对于使所有电池电芯的电压相同很有用，但最好的方法是避免两组之间的负载差异过大。在此设计中，隔离式 I2C 接口 ISO1640 用于实现 MCU 和顶部 BQ76942 器件之间的通信。ISO1640 的 VCC1 和 VCC2 之间的低电源电流差会使系统受益。另一种方法是使用 TI 具有集成电源的增强型数字隔离器 ISOW77xx 来替代 ISO1640 并由直流/直流转换器供电。