——凌力爾特公司信號(hào)調(diào)理產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Brian Black詮釋16位分辨率和優(yōu)于0.04%的高壓電池監(jiān)視器

凌力爾特公司（Linear Technology Corporation）日前推出面向混合電動(dòng)型和電動(dòng)型汽車以及其他高壓、堆疊式電池系統(tǒng)的高壓電池監(jiān)視器LTC®6804。公司信號(hào)調(diào)理產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Brian Black向媒體介紹了這款16位分辨率和精度優(yōu)于0.04%的高壓電池監(jiān)視器。

鋰離子電池呼喚高電壓電池監(jiān)視器

Brian Black介紹說(shuō)，如果期望鋰離子電池長(zhǎng)時(shí)間地可靠運(yùn)行，就必需對(duì)其給予大量的看護(hù)。不能讓它們工作到其電荷狀態(tài)（SOC）的極端狀態(tài)。鋰離子電池的容量會(huì)隨著時(shí)間的推移和使用而逐漸減少和消耗，因此必須對(duì)系統(tǒng)中的每一節(jié)電池進(jìn)行管理，使之保持在一個(gè)受限的SOC之內(nèi)。

為了給汽車提供足夠的電能，需要使用幾十或幾百節(jié)電池。這些電池必須配置成長(zhǎng)串結(jié)構(gòu)；產(chǎn)生高達(dá)1000V甚至更高的電壓。電池電子線路必須在這種非常高電壓的環(huán)境中運(yùn)作并抑制共模電壓的影響，同時(shí)對(duì)這些電池串中的每一節(jié)電池進(jìn)行差分測(cè)量和控制。此類電子線路必須要能夠?qū)��?lái)自電池組的信息轉(zhuǎn)移至一個(gè)中心點(diǎn)進(jìn)行處理。

除了這些要求之外，在汽車或其他高功率應(yīng)用中運(yùn)作高電壓電池組還會(huì)強(qiáng)加嚴(yán)苛的條件，例如在顯著的電噪聲環(huán)境和很寬的溫度范圍內(nèi)運(yùn)作。人們對(duì)于電池管理電子線路的期盼是：盡量擴(kuò)展工作范圍、延長(zhǎng)壽命并提高安全性和可靠性，同時(shí)較大限度地縮減成本、尺寸和重量。

LTC6804恰恰可以滿足上述要求。

優(yōu)異精度，速度極快

Brian Black表示，LTC6804能以16位分辨率和優(yōu)于0.04%的準(zhǔn)確度來(lái)測(cè)量12節(jié)高達(dá)4.2V的串聯(lián)連接電池。利用一個(gè)亞表面齊納電壓基準(zhǔn)（類似于高精度儀表中所使用的基準(zhǔn)），可在整個(gè)時(shí)間、溫度和工作條件下保持高精度。當(dāng)串聯(lián)堆疊時(shí)，LTC6804允許在大型高壓系統(tǒng)中測(cè)量每節(jié)電池的電壓。有6種工作模式可用，以優(yōu)化更新率、分辨率和內(nèi)置3階噪聲濾波器的低通響應(yīng)。在較快速模式時(shí)，可在290μs內(nèi)測(cè)量所有電池。

精確、高壓多節(jié)電池組監(jiān)視器

他介紹說(shuō)，利用凌力爾特專有的兩線isoSPI™ 接口，多個(gè)LTC6804可以在長(zhǎng)距離互連，并同時(shí)工作。isoSPI接口集成到每一個(gè)LTC6804中，僅使用雙絞線就可在高達(dá)1Mbps和長(zhǎng)達(dá)100米的接線提供很高的抗RF噪聲能力。有兩種可用的通信選項(xiàng)：對(duì)于LTC6804-1，多個(gè)器件采用菊鏈?zhǔn)竭B接，一個(gè)主處理器貫通所有器件；對(duì)于LTC6804-2，多個(gè)器件并聯(lián)連接至主處理器，對(duì)每個(gè)器件進(jìn)行個(gè)別尋址。

低功耗的可靠及安全性設(shè)計(jì)

Brian Black強(qiáng)調(diào)，LTC6804為較大限度降低功耗而設(shè)計(jì)，尤其是在長(zhǎng)期儲(chǔ)存時(shí)電池泄漏是不能接受的。在休眠模式，LTC6804從電池吸取不到4μA電流。通用I/O引腳可用來(lái)監(jiān)視諸如電流和溫度等模擬信號(hào)，而且可通過(guò)電池電壓測(cè)量被同時(shí)捕獲。其他特點(diǎn)包括可利用一個(gè)長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)的可編程平衡定時(shí)器對(duì)每節(jié)電池進(jìn)行被動(dòng)電荷平衡，即使當(dāng)LTC6804處于睡眠模式時(shí)也不例外。LTC6804可與溫度傳感器、ADC、DAC和EEPROM等外部I2C器件連接。本機(jī)EEPROM可用來(lái)存儲(chǔ)串行化和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)模塊化系統(tǒng)。

LTC6804為超越汽車和工業(yè)應(yīng)用的環(huán)境、可靠性及安全性要求而設(shè)計(jì)。LTC6804全面規(guī)格在-40℃至125℃的溫度范圍內(nèi)工作。該器件為符合ISO 26262（ASIL）的系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，全套自測(cè)試確保無(wú)潛在故障情況。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，LTC6804包括一個(gè)冗余電壓基準(zhǔn)、擴(kuò)展的邏輯測(cè)試電路、導(dǎo)線開路檢測(cè)功能、一個(gè)看門狗定時(shí)器和在串行接口的數(shù)據(jù)包誤差檢驗(yàn)。

Brian Black自豪地表示：“LTC6804融匯了30多年的模擬電路經(jīng)驗(yàn)和在汽車電池管理領(lǐng)域中來(lái)之不易的寶貴教訓(xùn)。無(wú)論在實(shí)驗(yàn)臺(tái)還是在路上，該器件都提供了卓越的性能。”

據(jù)介紹，LTC6804是小型8mm x12mm表面貼裝器件，樣品、演示電路板和數(shù)據(jù)表現(xiàn)已在www.linear.com.cn/product/LTC6804提供。LTC6804將于2013年1月批量供貨。

Brian Black演示產(chǎn)品功能

實(shí)現(xiàn)百米雙向傳輸?shù)呐涮灼骷?o:p>

Brian Black說(shuō)，與LTC6804一起，凌力爾特還推出了LTC6820 isoSPI收發(fā)器。LTC6820跨長(zhǎng)達(dá)100米的隔離勢(shì)壘實(shí)現(xiàn)串行外圍接口（SPI）總線的雙向傳輸。使用LTC6820時(shí)，SPI數(shù)據(jù)被編碼成差分信號(hào)，然后通過(guò)雙絞線和一個(gè)簡(jiǎn)單和低成本的以太網(wǎng)變壓器發(fā)送。LTC6820支持高達(dá)1MHz的SPI數(shù)據(jù)速率，并采用匹配的供應(yīng)和吸收電流，以免除增設(shè)一個(gè)變壓器中心抽頭的需要，并同時(shí)降低EMI。驅(qū)動(dòng)電流和比較器門限用兩個(gè)電阻器設(shè)定，從而允許優(yōu)化系統(tǒng)接線長(zhǎng)度和信噪比性能。LTC6820是LTC6804高壓電池監(jiān)視器的伴隨器件，并具備內(nèi)置isoSPI接口。運(yùn)用LTC6804的電池管理系統(tǒng)可通過(guò)LTC6820連接至外部組件（例如微控制器）。

LTC6820采用MSOP和纖巧型QFN封裝，樣品、演示電路板和數(shù)據(jù)表可通過(guò)www.linear.com.cn/product/LTC6820獲得。