鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2020年02月12日
LTC6802檢測串聯電池組電壓電路設計
摘要:介紹了串聯電池組電壓管理芯片LTC68022的特點和使用方法。分別以51單片機和TMS320LF2407為控制器,從通信的角度詳細探討在硬件設計和軟件設計上應注意的問題,實現LTC68022對串聯電池組電壓的檢測。并通過實驗數據分析,驗證了此方法的有效性。
1、LTC68022介紹
LTC68022內部含有12位的AD轉換器,精密電壓基準,高電壓輸入多路轉換器和SpI串行接口。每個芯片可以檢測12節串聯在一起的電池。同時,芯片還支持串聯使用,最多可以將16個芯片串聯在一起使用,即最多可以檢測12x16=192節電池串聯組成的電池組。每個AD的轉換范同為0~5V,因此每個芯片的檢測串聯電池組電壓可達60V。另外,LTC6802.2在LTC68021的基礎上進行了改進,增加了4位的外部編址接口A0~A3,可對其進行編址,方便了對某一指定檢測單元的單獨操作。另外,LTC6802.2還具有高溫保護功能,電池過充過放電狀態監視,電量均衡功能。
LTC6802.2有種工作模式:待機模式、測量模式和監事模式。上電默認為待機模式,此模式下,只有串口和5V的穩壓基準源處于工作狀態,其他所有電路均不_T=作。必須通過串ISI通信,對LTC6802.2進行配置才可以啟動其他電路,此時可向CFGR0的CDC[2:0]位寫入非0的值使其退出待機模式,LTC68022退出待機模式后VREF引腳可以檢測到3.075V的脈沖基準電壓信號,否則檢測電壓為0V,這可以作為判斷串口通信成功的檢測依據。
2、硬件設計
本文主要以51單片機和TMS320LF2407為主控器,分別介紹他們的硬件接口電路,并分析調試過程中遇到的問題。
2.151單片機與LTC68022的通信接口
圖1給出了以51單片機為控制器的控制電路,在保證電路正常工作條件下,外圍電路以最簡單的形式給出。如果電池選用大容量動力電池,則要考慮加鉗位保護電路,防止c引腳出現大的電流而損壞芯片。因為51單片機和LTC6802.2的通信接口均為5V工作電壓,在只有一片LTC6802.2接入時,可以不加隔離器件,直接進行串口通信。
51單片機的SpI串行通信接口使用p1.O~p1.3來模擬,模擬SpI接口時需要注意,該接口沒有做其他的擴展用途,如果接有其他的擴展電路,在進行SpI通信時要進行屏蔽,否則有可能對串行通信造成干擾,導致無法正常通信。
2.2TM$320LF2407與LTC68022的通信接口
TI公司的TMS320LF2407內部自帶SpI串行通信模塊,利用此模塊可以簡單地實現DSp與LTC68022的通信。通信中需要注意的是,通用SpI模塊一般是每進行一次讀寫操作CS引腳就分別給出相應的片選信號,但根據LTC6802.2的時序需求,每次片選有效時,都要進行多次的讀寫操作。因此,此處不能使用SpI模塊的片選,實驗中選取DSp的pB4來給定片選信號。
設計中需要注意的另一點是數字隔離器件的選取。因為LTC68022的5V基準電源的驅動能力比較弱,最大只能提供負載4mA的電流,所以選擇數字隔離器件時必須選擇低功耗器件,否則,功耗過大將導致LTC68022芯片發熱,基準電源電壓下降,當降至4.1V時,芯片將無法正常工作。本文選取ADUM14115_,它是ADI公司開發的一款超低功耗4通道數字隔離芯片,復合此處SpI通信的需求,并且功耗低,最高通信速度可達到10M,也滿足通信的需求。圖2是TMs320LF2407與LTC6802.2的工作電路。
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