ZHCSU48 December 2023 BQ76972
PRODUCTION DATA
- 1
- 1 特性
- 2 應用
- 3 說明
- 4 器件比較表
- 5 引腳配置和功能
-
6 規格
- 6.1 絕對最大額定值
- 6.2 ESD 等級
- 6.3 建議運行條件
- 6.4 熱性能信息 BQ76952
- 6.5 電源電流
- 6.6 數字 I/O
- 6.7 LD 引腳
- 6.8 預充電 (PCHG) 和預放電 (PDSG) FET 驅動器
- 6.9 FUSE 引腳功能
- 6.10 REG18 LDO
- 6.11 REG0 前置穩壓器
- 6.12 REG1 LDO
- 6.13 REG2 LDO
- 6.14 電壓基準
- 6.15 庫侖計
- 6.16 庫侖計數字濾波器 (CC1)
- 6.17 電流測量數字濾波器 (CC2)
- 6.18 電流喚醒檢測器
- 6.19 模數轉換器
- 6.20 電芯電壓測量精度
- 6.21 Cell Balancing
- 6.22 電芯開路保護器
- 6.23 內部溫度傳感器
- 6.24 熱敏電阻測量
- 6.25 內部振蕩器
- 6.26 高側 NFET 驅動器
- 6.27 基于比較器的保護子系統
- 6.28 時序要求 - I2C 接口，100kHz 模式
- 6.29 時序要求 - I2C 接口，400kHz 模式
- 6.30 時序要求 - HDQ 接口
- 6.31 時序要求 - SPI 接口
- 6.32 接口時序圖
- 6.33 典型特性
- 7 詳細說明
- 8 應用和實施
- 9 器件和文檔支持
- 10修訂歷史記錄
- 11機械、封裝和可訂購信息
8.2 典型應用
圖 8-1 展示了 16 節串聯電池包的簡化應用原理圖，其中將 BQ76972 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 CHG 和 DSG FET，以及用于實現預充電和預放電功能的高側 PFET 器件。實現中需要考慮的幾個要點如下：
- 用于 REGIN 前置穩壓器的外部 NPN BJT 可配置為將其集電極路由到電池組或保護 FET 的中間。
- 建議在外部 NPN BJT 的漏極電路中使用一個二極管，以避免電池包短路時反向電流從 BREG 引腳通過 BJT 基極流向集電極。如果需要低壓電池包運行，則該二極管可以是肖特基二極管，否則可以使用傳統二極管。
- 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 PACK+ 和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。
- BAT 連接中的二極管和 BJT 集電極中的二極管不應共用，因為這樣 REG0 電路可能會在短路事件期間使 BAT 上的電容器過快地放電。
- VC0 至 VC4 引腳上的建議電壓范圍擴展至 –0.2V。例如，這可用于測量略低于接地的差分電壓，如與連接到 SRP 和 SRN 引腳的電阻器并聯的第二個檢測電阻兩端的電壓。
- 如果系統不使用高側保護 FET，則可以通過一個 10kΩ 串聯電阻器將 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，也可以單獨控制 LD 引腳，以便將器件從 SHUTDOWN 模式中喚醒，例如通過外部電路在器件處于 SHUTDOWN 模式時將 LD 引腳保持在 VSS 電壓，并被驅動至高于 VWAKEONLD 電壓以便從 SHUTDOWN 模式中喚醒。
- 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。可以添加可選的 0.1μF 濾波電容器，為每個連接到 VSS 的檢測輸入引腳進行額外的噪聲濾波。
- 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:Power Config[FASTADC] = 0 時，測量時間約為 3ms，當 [FASTADC] = 1 時，測量時間減半，大約為 1.5ms。當將 18kΩ 上拉電阻器與熱敏電阻一起使用時，時間常數通常會小于 (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，電容器應小于 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，首次啟用時充電至大約 11V 需要約 60ms。當 CHG 或 DSG 驅動器啟用時，電荷會從 CP1 電容器重新分配至 CHG 和 DSG 電容 FET 負載。這通常會使 CP1 上的電壓短暫下降，然后由電荷泵補充。如果 FET 電容負載很大，以致在 FET 導通時 CP1 上的電壓降至應用可接受的水平以下，則可以增大 CP1 電容器的容值。這樣做的缺點是，當電荷泵首次上電時，CP1 上的電壓需要較長的啟動時間，因此應進行評估以確保其在系統中可接受。例如，如果同時啟用 CHG 和 DSG FET，并且其組合柵極電容約為 400nF，則將 CP1 更改為 2200nF 的值會使 11V 電荷泵電平下降至約 9V，然后由電荷泵恢復至 11V 電平。
圖 8-1 BQ76972 16 節串聯電芯典型實現方式（簡化原理圖）下面展示了基于 BQ76972 的 16 節串聯電池包基本監測器電路的完整原理圖。節 8.8.2 顯示了該設計的電路板布局布線。
圖 8-2 BQ76972 16 節串聯電芯原理圖 - 監測器
圖 8-3 BQ76972 16 節串聯電芯原理圖 - 附加電路