Texas Instruments BQ756506-Q1汽车类6S高精度电池监控器提供多达6S（6个串联）电池模块的高精度电池电压测量。该器件可在不到200µs的时间内完成这些测量，同时还支持分流电阻电流检测测量。集成的前端滤波器允许系统在电池输入通道上实施简单、低额定电压的差分RC滤波器。此外，集成式后ADC低通滤波器可以执行经过滤波、类似于直流电的电压测量。

数据手册：*附件：Texas Instruments BQ756506-Q1汽车类6S电池监控器数据手册.pdf

TI BQ756506-Q1汽车类6S电池监控器支持集成电流检测功能，可选择与电池电压测量同步，以更好地计算荷电状态 (SOC)。

该器件还支持集成电流检测功能，可选择与电池电压测量同步，以更好地计算荷电状态 (SOC)。BQ756506-Q1支持自主内部电池平衡，并通过监测温度来自动暂停和恢复平衡，以免出现过热条件。

特性

• 符合汽车应用标准
• 通过AEC-Q100认证，结果如下：
  • 器件温度1级：-40°C至+125°C环境工作温度范围
  • 器件人体模型 (HBM) 静电放电 (ESD) 分类等级2
  • 器件充电器件模型 (CDM) ESD分类等级C4B
• 符合功能安全标准
  • 开发用于功能安全应用
  • 文档，协助ISO 26262系统设计
  • 系统能力高达ASIL D
  • 硬件能力高达ASIL D
• ADC精度：±1.5mV

简化的系统图

基于BQ756506-Q1的汽车电池管理系统设计

引言

随着电动汽车和混合动力汽车的快速发展，高精度电池监控系统变得越来越重要。德州仪器(TI)的BQ756506-Q1是一款专为汽车应用设计的4S或6S独立精密电池监控器，集成了电压测量、温度监测、电流检测和电池均衡功能。本文将详细介绍该器件的关键特性、系统架构以及典型应用设计。

器件概述

BQ756506-Q1是一款符合AEC-Q100标准的汽车级电池监控器，具有以下核心特性：

• ‌高精度测量‌：±1.5mV的ADC精度，支持多达6节串联电池的电压测量
• ‌集成电流检测‌：内置电流检测ADC，支持同步电压和电流测量
• ‌安全特性‌：功能安全符合ISO 26262标准，硬件能力达ASIL D级别
• ‌快速测量‌：128μs内完成所有电池通道电压测量
• ‌温度监测‌：8个GPIO可用于连接外部NTC热敏电阻
• ‌电池均衡‌：集成240mA平衡电流的被动均衡功能

系统架构

电源管理系统

BQ756506-Q1采用多级电源架构：

1. ‌LDOIN‌：6V预稳压输出，通过外部NPN晶体管实现
2. ‌AVDD‌：5V模拟电源，为内部模拟电路供电
3. ‌DVDD‌：1.8V数字电源，为数字逻辑供电
4. ‌CVDD‌：5V I/O电源，可提供额外10mA外部负载
5. ‌NEG5V‌：-5V电荷泵，用于主ADC工作

测量系统

器件包含三个独立的ADC：

1. ‌主ADC‌：16位SAR ADC，用于电池电压、温度等主要测量
2. ‌辅助ADC‌：14位SAR ADC，提供冗余测量和诊断功能
3. ‌电流检测ADC‌：16位Σ-Δ ADC，专用于电流测量

关键功能详解

电池电压测量

• ‌前端滤波‌：包含BCI滤波器(100kHz截止)和抗混叠滤波器(1.6kHz截止)
• ‌数字滤波‌：可配置的低通滤波器(6.5Hz至600Hz可选)
• ‌测量范围‌：-1V至5V差分输入，0V至32V共模范围

温度测量

• ‌8个GPIO‌：均可配置为NTC热敏电阻接口
• ‌TSREF‌：5V参考电压，为热敏电阻网络供电
• ‌双路温度传感器‌：集成两个片内温度传感器(DieTemp1和DieTemp2)

电流测量

• ‌差分输入‌：SRP和SRN引脚连接电流检测电阻
• ‌测量范围‌：±100mV满量程
• ‌高分辨率‌：16位Σ-Δ ADC，14.9nV/LSB

电池均衡

• ‌集成MOSFET‌：每个电池通道配备平衡FET(RDSON典型1.45Ω)
• ‌自主控制‌：支持基于温度的自暂停/恢复功能
• ‌均衡电流‌：典型240mA

典型应用设计

硬件设计要点

1. ‌电池连接‌：
   • VC0-VC6连接电池正极，需配置RC滤波器
   • 推荐滤波器值：R=100Ω，C=100nF
2. ‌电流检测‌：
   • 使用低侧电流检测架构
   • SRP-SRN间连接检测电阻(典型值0.5-5mΩ)
3. ‌热敏电阻网络‌：
   • TSREF提供5V偏置
   • 典型电路：10kΩ NTC与10kΩ固定电阻分压

软件配置流程

1. ‌初始化‌：
   • 配置ACTIVE_CELL寄存器设置有效电池数
   • 使能TSREF(等待380μs稳定时间)
2. ‌ADC设置‌：
   • 选择滤波器截止频率(LPF_VCELL[2:0])
   • 配置主ADC运行模式(连续/单次)
3. ‌保护阈值‌：
   • 设置OV/UV比较器阈值(25mV步进)
   • 配置OT/UT温度阈值(1%步进)

安全与诊断功能

BQ756506-Q1提供全面的诊断功能：

• ‌电源监测‌：AVDD、DVDD、CVDD的欠压/过压检测
• ‌ADC交叉校验‌：主ADC与辅助ADC测量结果比较
• ‌开路检测‌：电池连接开路诊断
• ‌看门狗定时器‌：防止软件锁死