ROHM BD14000EFV - C：汽車用電池平衡LSI的卓越之選

在電子工程師的日常工作中，電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，尤其是在汽車、可再生能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域。今天，我們就來深入了解一下ROHM公司推出的BD14000EFV - C，一款專為汽車4至6節(jié)串聯(lián)儲(chǔ)能元件電池設(shè)計(jì)的電池平衡LSI。

文件下載：BD14000EFV-CE2.pdf

一、產(chǎn)品概述

BD14000EFV - C是一款內(nèi)置自控制電池平衡功能的LSI芯片。它集成了所有電池平衡所需的功能，能夠?qū)?至6節(jié)電池進(jìn)行有效平衡，僅通過這一顆芯片就能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能元件電池的平衡。該芯片適用于檢測(cè)電壓范圍在2.4V至3.1V的雙電層電容器（EDLC）和具有類似電氣特性的儲(chǔ)能電容器。此外，它還具備多重過壓檢測(cè)功能，能檢測(cè)電池的異常模式，并且可以通過使能控制進(jìn)行應(yīng)用相關(guān)的操作設(shè)置。

二、關(guān)鍵規(guī)格參數(shù)

1. 電壓參數(shù)

• 輸入電壓范圍：8.0V至24.0V
• 電池電壓檢測(cè)范圍：2.4V至3.1V
• 電池電壓檢測(cè)精度：±1%（25°C時(shí)最大）

2. 電阻與電流參數(shù)

• 分流開關(guān)導(dǎo)通電阻：典型值1Ω
• 工作溫度范圍：-40°C至+105°C

3. 封裝規(guī)格

采用HTSSOP - B30封裝，尺寸為10.00mm x 7.60mm x 1.00mm（典型值）。

三、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

1. 集成度高

AEC - Q100認(rèn)證（Grade2），將所有EDLC電池平衡功能集成在單顆芯片上，實(shí)現(xiàn)自控制EDLC平衡功能。

2. 平衡方法簡(jiǎn)單

采用分流電阻法進(jìn)行簡(jiǎn)單平衡，支持4至6節(jié)電池串聯(lián)連接，還可實(shí)現(xiàn)多芯片串聯(lián)連接。

3. 檢測(cè)功能豐富

內(nèi)置過壓檢測(cè)標(biāo)志輸出，檢測(cè)電壓可設(shè)置，方便工程師根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。

四、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

該芯片可應(yīng)用于汽車可再生能源儲(chǔ)能、生產(chǎn)機(jī)械、建筑機(jī)械等領(lǐng)域，以及UPS等穩(wěn)定電源設(shè)備。

五、引腳配置與功能

1. 引腳配置圖

2. 引腳功能說明

六、內(nèi)部模塊功能

1. 控制模塊（CONTROL block）

• 電池電壓檢測(cè)塊：可設(shè)置檢測(cè)電壓，具備電池平衡電壓檢測(cè)和兩種過壓鎖定（OVLO）功能，還能通過設(shè)置延遲控制保護(hù)檢測(cè)誤差。
• 檢測(cè)控制塊：通過設(shè)置ENIN引腳進(jìn)行開關(guān)控制，可通過VSET0、1、2和OVLOSEL引腳設(shè)置電池檢測(cè)電壓。

  2. 穩(wěn)壓模塊（REG block）

  作為芯片內(nèi)部模塊的電源塊，也可作為控制輸入/輸出的I/F電源。

  3. 分流開關(guān)（Shunt SW）

  用于電池平衡功能。

  4. 開關(guān)檢測(cè)（SWDET）

  作為自檢功能，檢測(cè)漏極引腳（D1~D6）在電池平衡電壓檢測(cè)時(shí)是否正常變?yōu)椤癓”。

  5. 標(biāo)志輸出

  從VO_OVLO1、2輸出兩種OVLO，從VO_OK輸出自檢功能。

七、電氣特性分析

1. 電路電流

不同工作狀態(tài)下，各引腳的電路電流不同，如VCC電路電流在開啟時(shí)典型值為40μA，待機(jī)時(shí)為25μA等。

2. 電池電壓檢測(cè)

電池平衡啟動(dòng)檢測(cè)電壓范圍為2.4V至3.1V，檢測(cè)精度在不同條件下有所不同，如常溫下為±1%，-40至105°C時(shí)為±2%。

3. 分流開關(guān)特性

開關(guān)導(dǎo)通電阻典型值為1.0Ω，開關(guān)關(guān)斷時(shí)的漏電流最大為2μA。

4. 數(shù)字輸入/輸出端子

輸出低電平電壓、漏電流、輸入高低電平電壓等參數(shù)都有明確的規(guī)格。

八、典型性能曲線

通過一系列典型性能曲線，如電池平衡檢測(cè)電壓與溫度的關(guān)系、OVLO檢測(cè)電壓與溫度的關(guān)系、VREG與輸出電流的關(guān)系等，我們可以更直觀地了解芯片在不同條件下的性能表現(xiàn)。

九、功能描述與注意事項(xiàng)

1. 工作模式設(shè)置

通過ENIN引腳控制電池平衡器功能的開關(guān)，0為待機(jī)，1為工作。

2. 檢測(cè)電壓設(shè)置

使用VSET0、1和2引腳設(shè)置電池平衡啟動(dòng)檢測(cè)電壓和過壓檢測(cè)電壓。

3. 過壓標(biāo)志輸出

VO_OVLO1、2輸出過壓檢測(cè)標(biāo)志，非檢測(cè)時(shí)為高阻態(tài)，檢測(cè)時(shí)為低電平。

4. 自檢功能

內(nèi)置自檢功能，通過VO_OK輸出自檢結(jié)果，可應(yīng)對(duì)4、5或6節(jié)電池應(yīng)用。

5. 檢測(cè)時(shí)間設(shè)置

可設(shè)置電池平衡電壓檢測(cè)和過壓檢測(cè)的檢測(cè)時(shí)間延遲，范圍為75ms至100ms。

6. VREG端子應(yīng)用

VREG輸出電壓作為芯片內(nèi)部模塊的I/F電源和控制電源，使用時(shí)需注意負(fù)載和電容選擇。

7. 電池電壓上升時(shí)的檢測(cè)操作

芯片內(nèi)部檢測(cè)器輸出隨電池電壓上升時(shí)間變化，使用前需仔細(xì)檢查電氣特性。

8. Cn端子應(yīng)用

檢測(cè)電壓可能受噪聲影響時(shí)，可在Cn至VSS之間使用陶瓷電容進(jìn)行穩(wěn)定檢測(cè)。

十、應(yīng)用實(shí)例

1. 4至6節(jié)電池應(yīng)用

使用4或5節(jié)儲(chǔ)能元件時(shí)，將未使用的端子連接到實(shí)際串聯(lián)電池?cái)?shù)對(duì)應(yīng)的Cn端子。

2. 多芯片串聯(lián)應(yīng)用

連接超過8節(jié)電池時(shí)，可進(jìn)行芯片串聯(lián)連接，并通過相應(yīng)的應(yīng)用電路實(shí)現(xiàn)使能控制和標(biāo)志輸出。

十一、功率耗散與熱考慮

芯片的最大允許結(jié)溫為150°C，需合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)和電路板布局，避免結(jié)溫超過該值?？赏ㄟ^相關(guān)公式估算芯片的溫度上升，從而確定分流電流值。

十二、操作注意事項(xiàng)

1. 電源連接

防止電源反接，可在電源和芯片電源引腳之間安裝外部二極管。

2. 電源線路設(shè)計(jì)

提供低阻抗電源線路，分離數(shù)字和模擬塊的地和電源線，在所有電源引腳連接電容。

3. 接地電壓與布線

確保引腳電壓不低于接地引腳，合理設(shè)計(jì)接地布線模式，減少線路阻抗。

4. 熱考慮

避免功率耗散超過額定值，可增大電路板尺寸和銅面積。

5. 其他注意事項(xiàng)

如考慮浪涌電流、強(qiáng)電磁場(chǎng)影響、應(yīng)用板測(cè)試注意事項(xiàng)、未使用輸入引腳處理等。

總之，ROHM的BD14000EFV - C芯片在電池平衡領(lǐng)域具有諸多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們還需根據(jù)具體需求和實(shí)際情況，充分考慮各項(xiàng)參數(shù)和注意事項(xiàng)，以確保芯片的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。大家在使用這款芯片的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。