探索 NCS35011 评估板：锂电池管理新方案

在电子工程师的日常工作中，锂电池管理是一个重要的课题。今天，我们来深入了解一下 onsemi 的 NCS35011 评估板，看看它如何为锂电池管理带来新的解决方案。

文件下载：EVBUM2847-D.PDF

一、NCS35011 评估板简介

NCS35011 评估板主要用于展示 NCS35011 集成电路的通用功能，这份用户手册详细提供了该 IC 的配置和测试方法。NCS35011 能够管理 3 到 5 串锂离子电池，通过 3 到 5 个 LED 输出实现准确的电池电量指示。同时，它会对电池组中的每个电池单元进行过压（OV）和欠压（UV）监测。当检测到过压时，ODI 引脚会发出故障信号，直到故障清除；欠压时，UDI 引脚也会发出故障信号，且脉冲宽度在保护器中预先设置。此外，过压和欠压检测在发出故障指示前都有预先设定的延迟时间。

二、NCS35011 评估板特点

1. 过压和欠压检测保护

该评估板具备 3、4 和 5 串电池的过压（OV）和欠压（UV）检测保护功能，这对于保障锂电池的安全使用至关重要。在实际应用中，过压和欠压情况都可能对电池造成损害，甚至引发安全问题，而 NCS35011 能够及时检测并做出响应，为电池提供可靠的保护。

2. 高电压耐受 LED 的电量状态指示

支持 3、4 和 5 个 LED 选项的高电压耐受 LED 电量状态（SoC）指示功能，让用户可以直观地了解电池的电量情况。这在很多需要实时了解电池状态的应用场景中非常实用，例如便携式设备、电动工具等。

3. 可配置故障输出

提供可配置的故障输出，包括推挽或开漏有源高或低的输出方式，工程师可以根据具体的应用需求进行灵活配置，提高了评估板的通用性和适应性。

4. 高精度电压测量

具备 ±5 mV 的高精度电压测量能力，能够准确地获取电池的电压信息，为电池管理提供更精确的数据支持。这对于一些对电池电压要求较高的应用场景，如高精度的电源管理系统，非常关键。

5. 低功耗

评估板的功耗较低，(I_{CC}=4 mu A)，这有助于延长电池的使用寿命，降低整体系统的能耗，在一些对功耗敏感的应用中具有很大的优势。

6. 宽输入电压范围和高抗浪涌能力

输入 BAT 电压范围为 4 V 到 25 V，并且能够耐受 65 V 的电压，增强了对浪涌的免疫力。这使得评估板在复杂的电源环境中也能稳定工作，提高了系统的可靠性。

7. 宽工作温度范围

扩展的结温范围可达 125°C，能够适应不同的工作环境，在高温环境下也能保持稳定的性能。

三、快速启动设置

推荐设置

在开始测试之前，需要进行以下设置：

1. 电源供应：需要直流电源来生成电池单元电压，可以使用单个直流电源和五个 SMD（Rt1 - Rt5）或外部测试电阻来生成分压后的电池单元电压。
2. 电阻配置：对于 UDI 和 ODI 引脚的开漏配置测试，需要两个外部上拉电阻。
3. 信号生成：使用函数发生器来生成电池单元的过压或欠压信号。
4. 测试设备：准备示波器和数字万用表，用于监测和测量相关信号。

评估板设置步骤

步骤 1：确定 NCS35011 配置

根据 IC 的微调情况，可能需要不同的 J1 配置（见图 1 中紫色框区域），将相应的 VC 引脚短接到 GND，以创建 3、4 或 5 串电池的测试模式。

步骤 2：确定 ODI 和 UDI 引脚配置

如果 IC 配置为开漏模式，需要在 CL5 和 ODI/UDI 之间连接外部上拉电阻（见图 1 中绿色框区域），并建议将 UDI 和 ODI 电流限制在 5 mA 以下。

步骤 3：电池连接

Jcells 跳线是用于外部电源或电池连接的连接器，可以通过乘法器直流电源或 SMD 0603 电阻 Rt1 - Rt5（见图 1 中橙色框区域）来生成分压后的电池单元电压。

步骤 4：电流测量

JBAT 跳线（见图 1 中黄色框区域）允许用户测量流入 IC BAT 引脚的静态电流；J0 跳线（蓝色框区域）允许用户测量通过所有 LED 的电流。

步骤 5：电压测量

SMD 测试点（TP_BAT、TP_VC5、TP_VC4、TP_VC3、TP_VC2、TP_VC1、TP_GND、TP_LD1、TP_LD2、TP_LD3、TP_LD4、TP_LD5、TP_ENB、TP_UDI 和 TP_ODI）允许用户探测和测量每个 IC 引脚的电压。必要时可参考图 2 和图 3 中的原理图和布局图。

四、物料清单

数量	标识符	零件编号	值	封装
1	U1	NCS35011		TSSOP16
1	S1	MCR08MT1G	开关	SW - PB
5	D1 - 5	APTD1608LZGCK	绿色 LED	0603
5	C1 - 5	电容器	0.1 uF 35 V	0603
1	Cbat1	电容器	0805 70/100 V	0805/1206
1	Cvda1	电容器	1 μF 6V	0603
6	R1 - 5, Rbat	电阻器	1k	0603
1	Renb	电阻器	10 k	0603
5	Rled1 - 5	电阻器	12k	0805
1	Jcells	TB002 - 500 - 06BE	端子块
1	JBAT, JO	插头连接器	1×2
1	J1	插头连接器	2x2
1	P_EXT	插头连接器	1×4
2	TP_GND	测试环		通孔

五、注意事项

评估板仅用于研究、开发、演示和评估目的，不能作为成品出售给消费者。使用时需要由具备工程/技术培训且熟悉电气/机械组件、系统和子系统处理风险的人员在实验室/开发区域进行操作，并承担正确和安全处理的全部责任。此外，该评估板不适用欧盟关于电磁兼容性、限制物质（RoHS）、回收（WEEE）、FCC、CE 或 UL 的指令，可能不满足这些或其他相关指令的技术要求。

在使用 NCS35011 评估板时，你是否遇到过一些特殊的问题或者有独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享。