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

2.1 方框图

图 2-1 显示了系统方框图。

图 2-1 TIDA-010247 方框图

该设计使用 TI 的两个堆叠式高精度电池监测器和保护器 BQ769x2 来监测多达 32 个串联电池电芯的电压、电池包电流和温度数据，并保护电池包免受各种异常状况的影响，包括：COV、CUV、OT、OCD、OCC 和 SCD。此 BQ769x2 系列具有三个器件：BQ76942 可覆盖 3 至 10 节串联的应用，BQ769142 可覆盖最多 14 节串联的应用，BQ76952 可覆盖最多 16 节串联的应用。这些是引脚对引脚器件，因此通过有限的元件变动，即可轻松更新设计以匹配不同的电池电芯应用。此设计使用 BQ76942 进行测试。

设计中有一个低功耗 MSP430™ MCU MSP430FR2155，它会与两个 BQ76942 器件通信，处理所有系统控制策略，并向系统端上传所有请求的信息。由于顶部 BQ76942 将顶部电池组作为地（与 MCU 不是同一个地），因此 MCU 和顶部 BQ76942 之间的通信需要隔离。ISO164x 是一种热插拔、低功耗、双向隔离式 I2C 接口，支持稳定的隔离式 I2C 通信。

此设计采用了一个 RS-485 收发器和一个 CAN 收发器。CAN 收发器 TCAN1042HV 包括通过 VIO 端子实现的电平转换功能，允许将收发器 I/O 直接连接到 1.8V、2.5V、3.3V 或 5V 逻辑 I/O。TCAN1042HV 具有 ±70V 总线故障保护电压，足以适用于轻型电动摩托车的 60V 电池包。MSP430FR2155 没有集成的 CAN 控制器，所以此设计不支持 CAN 通信。THVD2410 是一款半双工 RS485 收发器，支持单个 3V 至 5.5V 电源，专为 3.3V 和 5V MCU 而设计。THVD2410 还提供 ±70V 故障保护。此设计使用一个 120V 输入、0.3A、超低 IQ 同步直流/直流降压转换器 LM5168 和一个低 IQ、18V、300mA LDO TPS7A25 作为辅助电源。采用 0603 封装的正温度系数、±1%、10kΩ 线性热敏电阻 TMP61 可用于监测 MOSFET 温度，并通过 MCU ADC 进行测量。