Texas Instruments ADS131B24-Q1高壓電池組監(jiān)視器是用于汽車電動(dòng)汽車 (ev) 電池管理系統(tǒng) (BMS) 的完全集成監(jiān)視器。ADS131B24-Q1集成了兩個(gè)同步采樣、高精度、24位ADC通道（ADC1A、ADC1B），可使用外部分流電阻器以高分辨率和精確度冗余測(cè)量電池電流。兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)字比較器可實(shí)現(xiàn)與兩個(gè)ADC并聯(lián)的快速過(guò)流檢測(cè)。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments ADS131B24-Q1高壓電池組監(jiān)視器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

另外兩個(gè)多路復(fù)用16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器通道（ADC2A、ADC2B）可用于使用外部高壓電阻分壓器測(cè)量系統(tǒng)中的分流溫度和其他電壓，例如電池組電壓。使用外部溫度傳感器（例如熱敏電阻或模擬輸出溫度傳感器）測(cè)量分流溫度。每個(gè)ADC均配有通道序列器，可自動(dòng)通過(guò)配置的多路復(fù)用器輸入來(lái)減少SPI上的通信。

該器件集成了諸多監(jiān)控和診斷功能，可緩解和檢測(cè)隨機(jī)硬件故障，從而幫助開(kāi)發(fā)功能安全的BMS。輸入范圍高達(dá)16V的內(nèi)部線性穩(wěn)壓器，支持使用非穩(wěn)壓直流/直流轉(zhuǎn)換器為器件供電。Texas Instruments ADS131B24-Q1采用48引腳HTQFP封裝，額定汽車級(jí)溫度范圍為-40°C至+105°C。

特性

• 符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)
  • 溫度等級(jí)1（-40°C至+125°C，T A ）
• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)
  • 開(kāi)發(fā)用于功能安全應(yīng)用
  • 可提供文檔，協(xié)助ISO 26262功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)（高達(dá)ASIL D）
  • 系統(tǒng)能力高達(dá)ASIL D
  • 硬件能力高達(dá)ASIL D
• 兩個(gè)同步采樣24位ADC（ADC1A、ADC1B），用于電流分流測(cè)量
  • 可編程滿量程范圍
    • ±39mV至±312.5mV
    • 支持各種分流電阻器值和電流測(cè)量范圍
  • 實(shí)現(xiàn)高精度電流分流測(cè)量
    • 失調(diào)誤差：±1.5μV（最大值）
    • 增益漂移：20ppm/°C（最大值）
  • 可編程數(shù)據(jù)速率：500SPS至64kSPS
  • 每個(gè)ADC具有可編程閾值的數(shù)字過(guò)流比較器，用于快速過(guò)流檢測(cè)
• 兩個(gè)多路復(fù)用16位ADC（ADC2A、ADC2B），用于電壓和溫度測(cè)量
  • 每個(gè)ADC八個(gè)模擬輸入
  • 可編程滿量程范圍：±312.5mV至±1.25V
  • 通道序列器
• 監(jiān)控和診斷功能，可減少和檢測(cè)隨機(jī)硬件故障
• 電源電壓范圍：2.9V至16V
• SPI兼容接口
• 九個(gè)GPIO，具有PWM功能

EV BMS電池組監(jiān)視器系統(tǒng)框圖

德州儀器ADS131B24-Q1高壓電池組監(jiān)視器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)的ADS131B24-Q1是一款專為汽車高壓電池管理系統(tǒng)(BMS)設(shè)計(jì)的高精度電池組監(jiān)視芯片。該器件通過(guò)AEC-Q100汽車級(jí)認(rèn)證，工作溫度范圍為-40°C至+125°C，支持功能安全應(yīng)用開(kāi)發(fā)，文檔支持可達(dá)ASIL D級(jí)別。

二、關(guān)鍵特性

1. ?高精度ADC通道?：
   • 2個(gè)24位同步采樣ADC(ADC1A/ADC1B)用于電流檢測(cè)
   • 2個(gè)16位多路復(fù)用ADC(ADC2A/ADC2B)用于電壓和溫度測(cè)量
   • 可編程數(shù)據(jù)速率：500SPS至64kSPS
2. ?過(guò)流檢測(cè)?：
   • 每個(gè)ADC配備獨(dú)立數(shù)字過(guò)流比較器
   • 可編程閾值實(shí)現(xiàn)快速過(guò)流檢測(cè)
3. ?功能安全特性?：
   • 系統(tǒng)能力支持ASIL D級(jí)別
   • 硬件能力支持ASIL D級(jí)別
   • 集成多種監(jiān)測(cè)和診斷功能
4. ?電源管理?：
   • 寬電源電壓范圍：2.9V至16V
   • SPI兼容接口
   • 9個(gè)具有PWM能力的GPIO

三、技術(shù)細(xì)節(jié)解析

1. 電流測(cè)量系統(tǒng)

ADS131B24-Q1集成了兩個(gè)24位ΔΣ ADC(ADC1A和ADC1B)，專門用于通過(guò)外部分流電阻測(cè)量電池電流。關(guān)鍵特性包括：

• 可編程全量程范圍：±39mV至±312.5mV
• 最大偏移誤差：±1.5μV
• 最大增益漂移：20ppm/°C
• 支持寬范圍分流電阻值和電流測(cè)量范圍

2. 電壓和溫度測(cè)量系統(tǒng)

兩個(gè)16位多路復(fù)用ADC(ADC2A和ADC2B)用于系統(tǒng)電壓和溫度測(cè)量：

• 8個(gè)模擬輸入通道
• 可編程全量程范圍：±312.5mV至±1.25V
• 集成通道序列器簡(jiǎn)化測(cè)量流程

3. 電源架構(gòu)

器件采用創(chuàng)新的電源設(shè)計(jì)：

• 內(nèi)置線性穩(wěn)壓器(AVDD和IOVDD LDO)
• 支持4V至16V輸入電壓范圍
• 可為外部電路提供有限電流(如數(shù)字隔離器供電)

4. 診斷與監(jiān)控功能

ADS131B24-Q1集成了全面的診斷功能：

• 電源欠壓/過(guò)壓/振蕩監(jiān)測(cè)
• 時(shí)鐘監(jiān)測(cè)(主時(shí)鐘和診斷時(shí)鐘)
• 寄存器/存儲(chǔ)器映射CRC校驗(yàn)
• 溫度傳感器監(jiān)測(cè)
• 開(kāi)路檢測(cè)電流源/匯

四、典型應(yīng)用

該器件主要面向汽車電池管理系統(tǒng)(BMS)應(yīng)用：

1. 電流分流測(cè)量
2. 通過(guò)外部電阻分壓器進(jìn)行電壓測(cè)量
3. 使用熱敏電阻或模擬輸出溫度傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量

五、封裝信息

器件采用48引腳HTQFP封裝(PHP)，封裝尺寸為9mm × 9mm，包含裸露焊盤以增強(qiáng)散熱性能。

六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1. ?高集成度?：?jiǎn)涡酒啥嗦犯呔華DC和必要的外圍電路
2. ?功能安全?：完備的診斷功能滿足汽車ASIL D要求
3. ?靈活性?：可編程參數(shù)適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景
4. ?可靠性?：汽車級(jí)認(rèn)證確保惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定工作

ADS131B24-Q1代表了當(dāng)前電池管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)芯片的技術(shù)前沿，其高精度測(cè)量能力和豐富的安全特性使其成為電動(dòng)汽車BMS設(shè)計(jì)的理想選擇。