菊花链电池IC如何有效监控和保护高压电池

传统上，电池管理 IC 被配置为监控电池中所有电池的电压、电流和温度，并对条件做出适当的反应。例如通过打开或关闭保护 FET。当串联电池的数量超过 IC 的电池输入时，必须为额外的电池添加另一个电池 IC（菊花链）并分成一个单独的模块。

大多数电池管理 IC 在菊花链配置中变得笨重，需要每个模块中的冗余控制器来补充每个电池 IC、光耦合器或其他昂贵的隔离，以帮助所有模块之间的堆栈上下通信。这些设计通常包括用于电流感应、FET 驱动器、电荷泵等的每个电池 IC 上昂贵的未使用硅，而堆叠电池的每个模块都不需要这些硅。例如，所有电池系列的电流相同，保护 FET 只会添加到电池堆的顶部或底部。此外，固件必须在每个电池模块之间运行和通信，以确保在堆栈上下保持安全和保护。请参见下面的图 1。

图像

用于单链和菊链电池前端 IC 的模块

新发布的 RAA489204 电池前端 IC 旨在有效地满足这些高电压电池要求，无需额外的 IC、昂贵的隔离、浪费的硅片或复杂的固件来解决所需的串扰。每个 IC 可在 65V 范围内单独监控和平衡多达 14 节电池，但该器件采用两针菊花链差分总线，适用于大于 14 节电池的电池。每个 RAA489204 上的引脚专用于与电池组中的下一个模块（即更高电压）和电池组中的下一个模块（即更低电压）进行差分通信。请参见下面的图 2。

图像

用于菊花链设计的标准 BFE 方法与创新 RAA489204

这些引脚的隔离可以是低成本电容器或变压器，并在长距离内保持高抗噪性。这些差分通信堆栈遵循 SPI 协议，字节和块传输模式，使其轻松兼容许多微控制器 SPI 功能。通过 IC 管理堆栈上下电池状态的通信，只需要微控制器，并且固件无需与另一个微控制器上的固件协调测量和响应时序，以提供所有必需的电池安全和保护功能。

因为它是为菊花链电池设计的，所以使用 RAA489204 意味着不仅具有所需的确切电路，而且还可以对齐菊花链电池串联所需的内置通信功能和通信支持电路。其中一些用于菊花链通信的功能和电路包括：

单元测量支持平均以提供准确性并消除每次出站数据传输的异常值，并减少错误的故障反应

硬件复位命令支持——在内部拉动 EN 引脚以复位部件，而不会增加额外成本

多种设置和控制选项

用于平衡的多个内部和外部自主选项

以 1 Mbps 菊花链数据速率支持多达 30 个堆叠设备

读取或写入寄存器时灵活，可减少 SPI 传输会话、优化通信并需要更少的 MCU 资源

增加的内存缓冲区管理异步 SPI 传输（RAA489204 可以使用低性能 MCU 以高菊花链数据速度运行，而不会溢出主堆栈设备缓冲区）

负责设计高压、多模块电池的工程师应该选择 RAA489204 作为这些应用的最新和最佳设备。瑞萨不仅提供部件，还提供支持评估板、通信板、评估 GUI 和示例代码，以实现快速、轻松的开发。

审核编辑：郭婷