BQ76905 5 节串联电芯典型实现方式(简化原理图)展示了 5 节串联电池包的简化应用原理图,其中将 BQ76905 与外部次级保护器、主机微控制器和通信收发器一起使用。该配置使用串联的低侧 CHG 和 DSG FET。实现中需要考虑的几个要点如下:
- 在 BAT 引脚处连接一个串联二极管并在该引脚与 VSS 之间连接一个电容器。当发生电池包短路时,这些元件允许器件继续工作一小段时间,这可能导致电池组顶部电压降至约 0V。在这种情况下,二极管会防止 BAT 引脚随着电池组被拉低,并且器件会继续运行,从电容器中汲取电流。通常,只需要在短时间内运行,直到该器件检测到短路事件并禁用 DSG FET。如果需要低压电池包运行,则可以使用肖特基二极管,否则可以使用传统二极管。
- FET CHG 和 DSG 驱动器使用 REGSRC 引脚作为其电源,因此用户可能还希望在电池组顶部和 REGSRC 引脚之间添加一个二极管,类似于用于 BAT 引脚的二极管。如果在电池组顶部与 REGSRC 引脚之间串联了任何电阻 (> 1Ω),建议在 REGSRC 引脚与 VSS 之间添加一个 1μF 电容器。REGSRC 引脚可以短接到 BAT 引脚并使用单个二极管,但由于 REGOUT 稳压器从 REGSRC 引脚汲取的负载增加,这可能会导致 BAT 引脚电压在短路事件期间下降得更快。
- VC0 至 VC3A 引脚上的建议最小电压向下扩展至 –0.2V,而 VC4A、VC4B 和 VC5 引脚上的建议最小电压相对于 VSS 限制为 2.0V。该限制的存在是为了确保指定的电芯电压测量精度。
- TI 建议在 SRP 和 SRN 引脚上串联 100Ω 电阻器,并在这些引脚之间使用具有 100nF 和可选的 100pF 差分滤波电容以进行滤波。这些元件以及检测电阻到引脚的布线应尽可能地缩短并完全对称,同时建议所有元件与器件保持在 PCB 的同一侧。从引脚连接到 VSS 的电容器可以对到达引脚的共模瞬变进行滤波,但它们也可能对电流测量性能产生轻微影响。
- 连接在检测电阻与 SRP 和 SRN 引脚之间的滤波器网络会引入模拟滤波器延迟,当需要快速电流保护时,例如确定在 FET 禁用之前的放电短路 (SCD) 时间,这一点非常重要。如果此网络引入的延迟太长,则可以减小电阻和电容值。这需要权衡提供较少的高频分量模拟滤波。
- 由于热敏电阻通常与电芯相连,并且可能需要长导线连接回器件,因此在热敏电阻引脚和器件 VSS 之间添加一个电容器可能会有所帮助。但是,切勿使用过大的电容值,因为当热敏电阻发生偏置并进行定期测量时,这会影响稳定时间。经验法则是将电路的时间常数保持在测量时间的 5% 以下。当 Settings:Configuration:DA Config[IADCSPEED1:0] = 0x0 时,测量时间约为 3ms。使用此速度设置时,时间常数通常应小于 (20kΩ) × C,因此建议使用小于 7.5nF 的电容器。使用更快的速度设置时,电容值应相应减小。
下面展示了基于 BQ76905 的 5 节串联电池包基本监测器电路的完整原理图。图 8-9 展示了电路板布局布线。