圖 8-1 展示了 16 節(jié)串聯(lián)電池包的簡(jiǎn)化應(yīng)用原理圖，其中將 BQ76972 與外部次級(jí)保護(hù)器、主機(jī)微控制器和通信收發(fā)器一起使用。該配置使用串聯(lián)的 CHG 和 DSG FET，以及用于實(shí)現(xiàn)預(yù)充電和預(yù)放電功能的高側(cè) PFET 器件。實(shí)現(xiàn)中需要考慮的幾個(gè)要點(diǎn)如下：

• 用于 REGIN 前置穩(wěn)壓器的外部 NPN BJT 可配置為將其集電極路由到電池組或保護(hù) FET 的中間。
• 建議在外部 NPN BJT 的漏極電路中使用一個(gè)二極管，以避免電池包短路時(shí)反向電流從 BREG 引腳通過(guò) BJT 基極流向集電極。如果需要低壓電池包運(yùn)行，則該二極管可以是肖特基二極管，否則可以使用傳統(tǒng)二極管。
• 建議在 BAT 引腳處連接一個(gè)串聯(lián)二極管并在該引腳與 VSS 之間連接一個(gè)電容器。當(dāng)發(fā)生電池包短路時(shí)，這些元件允許器件繼續(xù)工作一小段時(shí)間，這可能導(dǎo)致 PACK+ 和電池組頂部電壓降至約 0V。在這種情況下，二極管會(huì)防止 BAT 引腳隨著電池組被拉低，并且器件將繼續(xù)運(yùn)行，從電容器中汲取電流。通常只需要在短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行，直到該器件檢測(cè)到短路事件并禁用 DSG FET。如果需要低壓電池包運(yùn)行，則可以使用肖特基二極管，否則可以使用傳統(tǒng)二極管。
• BAT 連接中的二極管和 BJT 集電極中的二極管不應(yīng)共用，因?yàn)檫@樣 REG0 電路可能會(huì)在短路事件期間使 BAT 上的電容器過(guò)快地放電。
• VC0 至 VC4 引腳上的建議電壓范圍擴(kuò)展至 –0.2V。例如，這可用于測(cè)量略低于接地的差分電壓，如與連接到 SRP 和 SRN 引腳的電阻器并聯(lián)的第二個(gè)檢測(cè)電阻兩端的電壓。
• 如果系統(tǒng)不使用高側(cè)保護(hù) FET，則可以通過(guò)一個(gè) 10kΩ 串聯(lián)電阻器將 PACK 引腳連接到電池組頂部。LD 引腳可連接至 VSS。在這種情況下，也可以單獨(dú)控制 LD 引腳，以便將器件從 SHUTDOWN 模式中喚醒，例如通過(guò)外部電路在器件處于 SHUTDOWN 模式時(shí)將 LD 引腳保持在 VSS 電壓，并被驅(qū)動(dòng)至高于 V_WAKEONLD 電壓以便從 SHUTDOWN 模式中喚醒。
• TI 建議在 SRP 和 SRN 引腳上串聯(lián) 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(jìn)行濾波。這些元件以及檢測(cè)電阻到引腳的布線應(yīng)盡可能地縮短并完全對(duì)稱，同時(shí)建議所有元件與器件保持在 PCB 的同一側(cè)。可以添加可選的 0.1μF 濾波電容器，為每個(gè)連接到 VSS 的檢測(cè)輸入引腳進(jìn)行額外的噪聲濾波。
• 由于熱敏電阻通常與電芯相連，并且可能需要長(zhǎng)導(dǎo)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(gè)電容器可能會(huì)有所幫助。但是，切勿使用過(guò)大的電容值，因?yàn)楫?dāng)熱敏電阻發(fā)生偏置并進(jìn)行定期測(cè)量時(shí)，這會(huì)影響穩(wěn)定時(shí)間。經(jīng)驗(yàn)法則是將電路的時(shí)間常數(shù)保持在測(cè)量時(shí)間的 5% 以下。當(dāng) Settings:Configuration:Power Config[FASTADC] = 0 時(shí)，測(cè)量時(shí)間約為 3ms，當(dāng) [FASTADC] = 1 時(shí)，測(cè)量時(shí)間減半，大約為 1.5ms。當(dāng)將 18kΩ 上拉電阻器與熱敏電阻一起使用時(shí)，時(shí)間常數(shù)通常會(huì)小于 (18 kΩ) × C，因此建議使用小于 4nF 的電容器。使用 180kΩ上拉電阻器時(shí)，電容器應(yīng)小于 400pF。
• 集成的電荷泵在 CP1 電容器上生成電壓，在使用建議的 470nF 電容器值時(shí)，首次啟用時(shí)充電至大約 11V 需要約 60ms。當(dāng) CHG 或 DSG 驅(qū)動(dòng)器啟用時(shí)，電荷會(huì)從 CP1 電容器重新分配至 CHG 和 DSG 電容 FET 負(fù)載。這通常會(huì)使 CP1 上的電壓短暫下降，然后由電荷泵補(bǔ)充。如果 FET 電容負(fù)載很大，以致在 FET 導(dǎo)通時(shí) CP1 上的電壓降至應(yīng)用可接受的水平以下，則可以增大 CP1 電容器的容值。這樣做的缺點(diǎn)是，當(dāng)電荷泵首次上電時(shí)，CP1 上的電壓需要較長(zhǎng)的啟動(dòng)時(shí)間，因此應(yīng)進(jìn)行評(píng)估以確保其在系統(tǒng)中可接受。例如，如果同時(shí)啟用 CHG 和 DSG FET，并且其組合柵極電容約為 400nF，則將 CP1 更改為 2200nF 的值會(huì)使 11V 電荷泵電平下降至約 9V，然后由電荷泵恢復(fù)至 11V 電平。

圖 8-1 BQ76972 16 節(jié)串聯(lián)電芯典型實(shí)現(xiàn)方式（簡(jiǎn)化原理圖）

下面展示了基于 BQ76972 的 16 節(jié)串聯(lián)電池包基本監(jiān)測(cè)器電路的完整原理圖。節(jié) 8.8.2 顯示了該設(shè)計(jì)的電路板布局布線。

圖 8-2 BQ76972 16 節(jié)串聯(lián)電芯原理圖 - 監(jiān)測(cè)器

圖 8-3 BQ76972 16 節(jié)串聯(lián)電芯原理圖 - 附加電路