全隔离式锂离子电池监控和保护系统参考电路 电路方案

电路功能与优势 锂离子(Li-Ion)电池组包含大量的电池单元,必须正确监控才能提高电池效率,延长电池寿命并确保安全性。图1所示电路中的6通道AD7280A(AD7280A数据手册)器件充当主监控器,向系统演示平台(SDP-B)评估板提供精确的电压测量数据,而6通道 AD8280器件充当副监控器和保护系统。两个器件均采用8 V至30 V的单电源宽工作电压范围,工作温度范围为–40°C至+105°C工业温度范围。 AD7280A内置一个±3 ppm基准电压源,提供±1.6 mV的电池电压测量精度。ADC分辨率为12位,转换48个单元只需7 μs时间。 AD7280A具有电池平衡接口输出,用来控制外部FET晶体管,允许各电池放电,并强行使堆叠中的所有电池单元具有相同电压。 AD8280独立于主监控器工作,并提供报警功能,可指示超容差条件。该器件内置自用基准电压源 和LDO,二者均完全采用电池组供电。基准电压源与外部电阻分压器一起,用来设置过压/欠压的跳变点。每个电池通道都含有可编程去毛刺(D/G)电路,以 免瞬时输入电平引发报警。 AD7280A和AD8280(AD8280数据手册)位于电池管理系统(BMS)的高压端,具有一个菊花链接口,最多能将8个AD7280A和8个AD8280堆叠在一 起,以监控48个锂离子电池单元的电压。堆叠中的相邻AD7280A和AD8280可以直接通信,向上向下传递数据,而无需隔离。 堆叠底部的主器件使用SPI接口和GPIO与SDP-B评估板通信,只有在这个地方才需要高压电流隔离,以便保护SDP-B板的低压端。数字隔离器ADuM1400(ADuM1400数据手册),ADuM1401(ADuM1401数据手册)和集成DC-DC转换器的隔离器ADuM5404(ADuM5404数据手册)共同提供所需的11通道隔离,构成一种紧凑、高性价比的解决方案。ADuM5404还可为较低AD7280A的VDRIVE输入提供5 V隔离输出,并为ADuM1400和ADuM1401隔离器提供VDD2电源电压。 锂离子电池监控和保护系统原理示意图: 锂离子电池监控和保护系统评估板: 附件内容包括: 电池监控和保护系统评估板原理图和PCB、gerber以及相关的库文件,用PADS软件打开; BOM表; 该电池监控和保护系统评估板说明书PDF档;