1 系统说明

混合动力汽车（FHEV、PHEV）和纯电动汽车 (BEV) 的电池接线盒集成了断开保险丝的核心功能，以保护电池包免受过流、永久损坏或热失控的影响。关键要求包括快速响应时间，根据要求可靠部署，同时避免误触发以及高诊断覆盖率。与熔断型保险丝相比，热熔丝在部署时间和定义要触发的电流曲线方面的灵活性方面非常出色。此外，热熔丝不仅在电池包电流过大时，而且在发生碰撞时都可以主动触发。

此参考设计展示了如何构建符合功能安全标准的汽车级单爆管或双爆管驱动器设计。

此设计展示了一款适用于混合动力汽车或全电动汽车应用的单热熔丝或双热熔丝驱动器，通过典型的 12V 电源轨供电。TIDA-020075 采用 DRV3901 器件，该器件是一款专为电动汽车热熔丝应用而设计的高集成度爆管驱动器，包括驱动爆管负载所需的电源、电流检测和调节以及诊断和保护功能。该设计还整合了器件特定的多种关键功能，这些功能不同于传统爆管驱动器。其中包括硬件引脚触发接口、储能电容器诊断、可寻址 SPI 以及集成电荷泵和额外部署电流选项的优化驱动器级。

为了支持对系统储能电容器进行诊断，DRV3901-Q1 集成了一个开关和监控电路，可对储能电容器的放电电压进行偏置和监控。这使得器件和外部 MCU 能够在正常运行时检测储能电容器的缺失或故障或近似值。

功率级采用受保护的高侧和低侧开关来确保稳健性，防止各种故障情况导致的意外驱动。集成电荷泵可确保在部署期间更大限度地降低开关上的压降电压，从而支持器件在低电源电压下运行。多种部署选项可以针对不同类型的爆管负载或特定应用要求进行优化。

可以通过可寻址 SPI 总线对热熔丝驱动器进行配置、安全监控和使用。这可以降低 MCU 资源要求，并且当与 TI 的接触器驱动器 (DRV3946) 共用 SPI 总线时，该设计可减少后续布线。此外，TI 的电池包监测器 (BQ79731) 配备有 SPI 集线器，可通过隔离式垂直接口 (VIF) 进一步减少布线和隧道通信。

该 SPI 具有多种稳健性功能，其中包括 CRC、地址回读能力和各种总线故障检测机制。

作为一种替代触发方法，硬件引脚触发 (TRGx) 接口允许在硬件中直接向 DRV3901-Q1 发出部署命令。这样便可以灵活地使用 MCU 硬件引脚，直接使用电池包监测器 (BQ79731) 的过流功能，或者通过其他外部硬件（例如安全气囊碰撞检测）触发部署。硬件触发器引脚支持具有阈值选项或基于 PWM 的选项的 2 引脚接口，以确保针对部署缺失问题提供稳健性，同时仍提供灵活性以支持各种接口选项。

图 1-1 典型热熔丝驱动器系统