BQ76907 7 節串聯電芯典型實現方式(簡化原理圖) 展示了 7 節串聯電池包的簡化應用原理圖,其中將 BQ76907 與外部次級保護器、主機微控制器和通信收發器一起使用。該配置使用串聯的低側 CHG 和 DSG FET。實現中需要考慮的幾個要點如下:
- 建議在 BAT 引腳處連接一個串聯二極管并在該引腳與 VSS 之間連接一個電容器。當發生電池包短路時,這些元件允許器件繼續工作一小段時間,這可能導致電池組頂部電壓降至約 0V。在這種情況下,二極管會防止 BAT 引腳隨著電池組被拉低,并且器件將繼續運行,從電容器中汲取電流。通常只需要在短時間內運行,直到該器件檢測到短路事件并禁用 DSG FET。如果需要低壓電池包運行,則可以使用肖特基二極管,否則可以使用傳統二極管。
- FET CHG 和 DSG 驅動器使用 REGSRC 引腳作為其電源,因此用戶可能還希望在電池組頂部和 REGSRC 引腳之間添加一個二極管,類似于用于 BAT 引腳的二極管。如果在電池組頂部與 REGSRC 引腳之間串聯了任何電阻 (> 1Ω),建議在 REGSRC 引腳與 VSS 之間添加一個 1μF 電容器。REGSRC 引腳可以短接到 BAT 引腳并使用單個二極管,但由于 REGOUT 穩壓器從 REGSRC 引腳汲取的負載增加,這可能會導致 BAT 引腳電壓在短路事件期間下降得更快。
- VC0 至 VC4 引腳上的建議最小電壓向下擴展至 –0.2V,而 VC5 至 VC7 引腳上的建議最小電壓相對于 VSS 限制為 2.0V。該限制的存在是為了確保指定的電芯電壓測量精度。
- TI 建議在 SRP 和 SRN 引腳上串聯 100Ω 電阻器,并在這些引腳之間使用具有 100nF 和可選的 100pF 差分濾波電容以進行濾波。這些元件以及檢測電阻到引腳的布線應盡可能地縮短并完全對稱,同時建議所有元件與器件保持在 PCB 的同一側。從引腳連接到 VSS 的電容器可以對到達引腳的共模瞬變進行濾波,但它們也可能對電流測量性能產生輕微影響。
- 連接在檢測電阻與 SRP 和 SRN 引腳之間的濾波器網絡會引入模擬濾波器延遲,當需要快速電流保護時,例如確定在 FET 禁用之前的放電短路 (SCD) 時間,這一點非常重要。如果此網絡引入的延遲太長,則可以減小電阻和電容值。這將需要權衡提供較少的高頻分量模擬濾波。
- 由于熱敏電阻通常與電芯相連,并且可能需要長導線連接回器件,因此在熱敏電阻引腳和器件 VSS 之間添加一個電容器可能會有所幫助。但是,切勿使用過大的電容值,因為當熱敏電阻發生偏置并進行定期測量時,這會影響穩定時間。經驗法則是將電路的時間常數保持在測量時間的 5% 以下。當 Settings:Configuration:DA Config[IADCSPEED1:0] = 0x0 時,測量時間約為 3ms。使用此速度設置時,時間常數通常應小于 (20kΩ) × C,因此建議使用小于 7.5nF 的電容器。使用更快的速度設置時,電容值應相應減小。
下面顯示了基于 BQ76907 的 7 節串聯電池包評估模塊基本監測器電路的完整原理圖。節 10.2 顯示了該設計的電路板布局布線。