基于LTC6801的電池管理系統(tǒng)的故障監(jiān)視

　　本文將闡述如何通過(guò)使用 LTC6801 故障監(jiān)視 IC，提高一種高壓鋰離子電池組的長(zhǎng)期可靠性。在電動(dòng)型汽車(chē)、不中斷電源、醫(yī)療儀器甚至電動(dòng)工具等應(yīng)用中，用電池作電源是一種持續(xù)不斷的發(fā)展趨勢(shì)，這些應(yīng)用每種都有不同程度的可靠性預(yù)期。

　　長(zhǎng)壽命電池電源面臨的挑戰(zhàn)

　　對(duì)于電動(dòng)車(chē)和大量其它類(lèi)型的便攜式設(shè)備來(lái)說(shuō)，電池已經(jīng)成為一種主要的非傳統(tǒng)能源。對(duì)于大功率應(yīng)用來(lái)說(shuō)，如電動(dòng)型汽車(chē)，需要疊置數(shù)百個(gè)電池以形成一個(gè)高壓電源，這種電源產(chǎn)生更小的電流，可使用更細(xì)和重量更輕的導(dǎo)線。

　　在最簡(jiǎn)單的情況下，要求電路測(cè)量電池組中每節(jié)電池的電壓。這種測(cè)量一般是由一個(gè) AD 轉(zhuǎn)換器執(zhí)行的，AD 轉(zhuǎn)換器將信息傳遞給一個(gè)微控制器。該控制器細(xì)致地管理所有電池的充電和放電，這樣電池工作時(shí)就不會(huì)超出一個(gè)嚴(yán)格的范圍，而超出這個(gè)范圍可能極大地縮短電池壽命。面對(duì)一個(gè)系統(tǒng)中可能有數(shù)百個(gè)單個(gè)電池的情況，一種集成式測(cè)量電路可以極大地節(jié)省組件數(shù)。凌力爾特公司提供的 LTC6802 就是這樣一種集成式功能構(gòu)件?！?/P>

    用 LTC6801 進(jìn)行電池管理系統(tǒng) （BMS） 的故障監(jiān)視

　　一種可替代完全冗余測(cè)量方法的方案是，將故障監(jiān)視電路與測(cè)量器件并聯(lián)，以起到復(fù)核系統(tǒng)基本功能的作用。圖 1 電路顯示對(duì)一個(gè)由 12 個(gè)鋰離子電池組成的電池組實(shí)施的這種方案，該方案使用一個(gè) LTC6802 測(cè)量器件和一個(gè)伴隨的 LTC6801 故障監(jiān)視器件。

圖 1：結(jié)合電池測(cè)量與故障檢測(cè)，以提高可靠性。

　　LTC6802 提供準(zhǔn)確的測(cè)量，而 LTC6801 檢查每節(jié)電池的過(guò)壓/欠壓狀態(tài)。

　　通過(guò)按照指令測(cè)量和報(bào)告每節(jié)電池的電壓，并將放電電流加到電池上以分配每節(jié)電池的電量，LTC6802-1 成為該系統(tǒng)中的主要電子組件。數(shù)據(jù)通過(guò) SPI 串行數(shù)據(jù)鏈路傳送到控制器。同時(shí)，LTC6801 還監(jiān)視電池組中的每節(jié)電池。不用系統(tǒng)控制器的干預(yù)，LTC6801 就能周期性地對(duì)每節(jié)電池的電壓采樣，并執(zhí)行簡(jiǎn)單的欠壓和過(guò)壓比較。如果所有情況都正常，那么 LTC6801 就在狀態(tài)輸出 （Status Output） 線上提供一個(gè)差分時(shí)鐘信號(hào)。　

    遠(yuǎn)不止于一個(gè)簡(jiǎn)單的比較器

　　LTC6801 的設(shè)計(jì)仔細(xì)考慮了很多潛在的系統(tǒng)故障，同時(shí)還具有易用性。一個(gè)重要的設(shè)計(jì)要求是，允許該器件自動(dòng)運(yùn)作，而無(wú)需任何軟件。惟一的外部需求是電源和一個(gè)使能時(shí)鐘信號(hào)。沒(méi)有使能時(shí)鐘輸入，LTC6801 就停留在一種靜態(tài)低功率狀態(tài)，僅從電池組抽取幾 uA 的電流。該使能時(shí)鐘可以由系統(tǒng)控制器或任何其它振蕩源提供。

　　圖 2：LTC6801 的內(nèi)部電路提供的不僅是簡(jiǎn)單的比較器功能

　　REGULATOR：穩(wěn)壓器

　　MUX：多工器

　　REFERENCE：基準(zhǔn)

　　SELF TEST REFERENCE：自測(cè)試基準(zhǔn)

　　DIGITAL COMPARATORS：數(shù)字比較器

　　DECODER：解碼器

　　UV/OV FLAGS AND ConTROL LOGIC：UV/OV標(biāo)記和控制邏輯

　　“GOOD”：“良好”