单个 BQ769x2 系列电池监控器最多可支持 16 个电池组,这对于 36V 和 48V 应用来说已经足够。对于 60V 及更高电压的电池组,需要将两个 BQ769x2 系列监控器堆叠。本文档介绍了如何为 BQ769x2 监控器系列堆叠器件,以及如何利用集成电荷泵驱动高侧 N 沟道 MOSFET。本文档还分析了关键设计注意事项,确保快速稳定的 MOSFET 开关时间,更大限度地减小两个堆叠组之间的电流差,并在堆叠的 BQ769x2 器件和主机 MCU 之间轻松进行通信设计。
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由于重量限制和更长的寿命需求,电动摩托车、轻型电动车辆和园艺工具电池组的电池化学成分正在从铅酸转变为锂离子、锂聚合物或锂离子磷酸盐(磷酸铁锂)类型,而且电池组电压从 36V 或 48V 变为 60V 或 72V,甚至更高。对于 60V 及更高电压的电池组,需要将两个 BQ769x2 系列监控器堆叠。
电池组的一项关键要求是如何在电池组使用寿命期间实现安全使用。堆叠的 BQ769x2 系列监控器架构带来了一些挑战,例如,如何监控所有电池的信息并检测不安全的工作条件,以及如何控制开关以保护电池组免受危险应用场景的影响。TI 发布了 TIDA-010247 参考设计,使用高侧 N-MOSFET 控制的堆叠 BQ769x2 系列监控器电池组设计。#FIG_TG5_XXH_VVB 展示了 TIDA-010247 方框图。本文档介绍了堆叠式 BQ769x2 系列监控器架构中的常见设计挑战,并介绍了如何应对这些挑战。
为了涵盖多于 16 节电池的电池组和高于 60V 的应用,可堆叠两个 BQ769x2 系列监控器,来监控多达 32 节电池。每个 BQ769x2 可监控一组电池,最多可达 16 节。底部 BQ769x2 与整个电池组和 MCU 共用同一接地端,而顶部 BQ769x2 参考底部组的堆叠电压。因此,在顶部 BQ769x2和 MCU 之间进行通信需要一个隔离器件或高压电平转换器。