深入剖析bq27742EVM：单节阻抗跟踪技术评估模块

在电池管理系统的设计与评估中，一款性能卓越的评估模块至关重要。TI推出的bq27742EVM单节阻抗跟踪技术评估模块，便是进行电池电量计评估的有力工具。下面，我们就来详细了解一下这个评估模块。

文件下载：BQ27742EVM.pdf

一、bq27742EVM模块概述

bq27742EVM是一个完整的评估系统，专门用于评估bq27742 - G1电量计。它包含一个bq27742电路模块、一个电流感测电阻、两个热敏电阻和两个保护NFET。不过，要实现电量计接口功能，还需要EV2400 PC接口板和PC USB电缆，这些需要单独订购。

1.1 模块特性

• 快速设置：预安装的电路模块，让用户可以快速搭建评估环境。
• 便捷评估：配备个人计算机（PC）软件和接口板，方便进行评估操作。
• 数据记录：软件支持数据记录功能，便于进行系统分析。
• 固件升级：可通过闪存重新编程升级到最新的固件版本。

1.2 套件内容与订购信息

套件包含bq27742电路模块。订购时，bq27742EVM适用于锂离子电池，单节配置，容量任意。

二、基于bq27742的电路模块

2.1 电路模块连接

电路模块上的触点提供了多种连接方式：

• 电池连接：直接连接电池单元（TB1或TP1/TP2），有CELL +和CELL - 。
• 充电器连接：将充电器电源连接到TB2，有PACK +和PACK - ；也可以短接PACK +和CELL +唤醒电量计，之后移除连接。
• 通信端口连接：连接到串行通信端口，如SDA、SCL和VSS（J10）或HDQ和VSS（J8）。
• 系统负载和充电器连接：系统负载和充电器连接在充电器和负载（TB2或TP9/TP10）两端，有PACK - /LOAD - 和PACK + /LOAD + 。

2.2 引脚描述

引脚名称	描述
PACK +	电池组正极端子
PACK -	电池组负极端子
CELL +	电池单元正极端子
CELL -	电池单元负极端子
TERM	通向IC TS引脚的热敏电阻输入
SDA	I2C通信数据线
SCL	I2C通信时钟线
HDQ	单总线通信线
VSS	通信线的信号返回

2.3 物理布局、物料清单和原理图

这部分包含了印刷电路板（PCB）布局、物料清单、组装图和原理图。从PCB的各层布局（图1 - 图4）可以清晰看到模块的结构，物料清单详细列出了所需的各种元件，原理图则直观展示了电路的连接方式。

元件	数量	参考编号	值	描述	尺寸	零件编号	制造商
电容	6	C1, C2, C5, C6, C7, C8	0.1 µF	陶瓷电容，10 V，X5R，10%	0402	GRM155R61A104KA01D	Murata
电容	1	C3	1 µF	陶瓷电容，6.3 V，X5R，10%	0402	GRM155R60J105KE19D	Murata
……	……	……	……	……	……	……	……

2.4 性能规格总结

规格	最小值	典型值	最大值	单位
输入电压（Pack +到Pack - ）	2.7	3.6	4.35	V
充放电电流	0	1	2	A

三、EVM硬件和软件设置

3.1 系统要求

电池管理工作室软件需要Windows XP或更高版本。不过，使用较新的Windows操作系统可能会在USB驱动支持方面出现问题。EV2300 USB驱动已在Windows 98SE和Windows XP上进行了测试，但不能保证在特定系统配置下无问题运行。EV2300接口板不支持64位Windows版本，通常在Windows 7或更新版本上无法正常工作。而EV2400接口板是Windows 7和其他64位版本推荐的USB - I2C接口，使用时无需安装驱动，且内置I2C上拉电阻。如果使用EV2400接口板，可以从bq27742EVM上移除跳线J7和J9。

3.2 软件安装

在power.ti.com的bq27742工具文件夹中找到最新软件版本，通过零件编号搜索bq27742访问工具文件夹。目前最新的固件版本是bq27742 - G1。安装步骤如下：

1. 开始安装前，确保EV2300或EV2400接口板未通过USB电缆连接到个人计算机（PC）。
2. 打开包含安装包的存档，并将其内容复制到临时目录。
3. 打开从TI网站下载的软件文件。
4. 按照屏幕上的说明完成软件安装。
5. 启动评估软件前，使用USB电缆将EV2300或EV2400接口板连接到计算机。
6. 如果连接的是EV2300接口板，等待系统提示“新硬件已找到”，选择“手动选择位置”，使用“浏览”按钮指向子目录TIUSBWin2KXP - 1。
7. 对于驱动未通过Microsoft认证的警告，选择“继续”。
8. 如果连接的是EV2300接口板，完成上述安装后，系统会再次提示“新硬件已找到”，重复步骤1 - 5，但指定目录为TIUSBWin2K - XP - 2。
9. 再次选择“继续”以完成驱动安装。
10. 对于EV2400接口板，驱动应随软件安装一起完成。

四、故障排除与硬件连接

4.1 意外对话框故障排除

下载文件的用户必须以管理员身份登录。由于驱动未签名，管理员必须允许在操作系统中安装未签名的驱动。如果使用Windows 7，需以管理员权限安装软件。

4.2 硬件连接

使用bq27742EVM - 001需要三个硬件组件：bq27742电路模块、EV2300或EV2400 PC接口板和Windows PC。

• 电池连接：按照图6所示连接bq27742电路模块到电池单元和系统负载/充电器。
• PC接口连接：bq27742电量计可以配置为HDQ通信设备，也可以默认作为I2C设备。一旦配置为HDQ通信，就不能再恢复到I2C模式。配置硬件与PC接口的步骤如下：
  • 使用导线按照表4和表5将基于bq27742的EVM连接到EV2300接口板。
  • 连接充电器唤醒电量计，可以在PACK +和PACK - 之间使用电源，或短接CELL +和PACK + 。唤醒后可移除充电器。
  • 将PC USB电缆连接到EV2300接口板和PC USB端口。

五、操作与校准

5.1 操作

5.1.1 启动程序

从“开始” -> “程序” -> “Texas Instruments” -> “Battery Management Studio”菜单序列中运行电池管理工作室。主窗口会显示仪表板、寄存器窗口和命令窗口。可以通过点击主窗口顶部工具面板中的相应图标添加数据内存、化学性质等窗口。初始时，仪表板、寄存器和数据内存部分会显示数据，可以点击“刷新”（单次扫描）或“扫描”（连续扫描）按钮更新数据。

5.1.2 数据记录功能

电池管理工作室提供数据记录功能，可记录从bq27742电量计最后接收到的选定数据寄存器和数据内存值。点击“DataLog”图标启用该功能，在数据记录窗口中通过下拉菜单添加寄存器和数据内存参数，点击“播放”按钮开始记录，点击“停止”按钮停止记录，还可以点击“保存”图标保存记录。

5.1.3 设置可编程选项

bq27742数据闪存按照数据手册中的默认设置进行配置，需要确保设置正确以匹配所评估的电池组和应用。可以使用主窗口中的数据内存窗口进行设置。读取数据闪存时，点击“刷新”按钮；写入数据时，点击所需位置，输入数据并点击“确定”或按回车键。建议在写入前读取数据闪存，写入后也读取数据。可以通过点击“导出”按钮将数据闪存配置保存到文件，也可以通过“导入”按钮检索文件。

5.2 校准

为确保正确校准，需要按照以下步骤进行，具体步骤可能因校准类型而异，且一次只能选择并校准一个项目。

• 温度校准：选择要校准的温度传感器是内部还是外部，测量PACK的温度，输入测量值，然后点击“校准电量计”按钮。
• 电压校准：使用校准过的电表测量Pack +和Pack - 之间的电压，以mV为单位输入电压值，点击“校准电量计”按钮。
• 库仑计数器偏移校准：勾选“校准CC偏移”字段，点击“校准电量计”按钮。
• 板偏移校准：进行板电流偏移的偏移校准，大约需要35秒完成。校准期间应确保没有电流流过感测电阻，移除负载并短接PACK - 到LOAD - ，然后点击“校准”按钮。建议在库仑计数器校准后进行板偏移校准。
• 电流校准：连接一个约1 A的负载到LOAD - 和LOAD + ，或连接电流源到PACK +和CELL + ，确保测量的电流为负，否则反转连接。使用校准过的电表测量电流，输入测量值，勾选“校准电流”字段，点击“校准”按钮，校准后断开或停止负载电流。

六、固件与HDQ模式设置

6.1 固件屏幕

固件屏幕用于从电量计保存或编程完整的闪存映像，使用包含指令闪存映像（固件）和数据闪存映像的.senc文件。bq27742EVM可能未配备最新的固件版本（目前为bq27742 - G1 v1.03）。

6.2 Send HDQ屏幕

要将bq27742电量计配置为HDQ模式，导航到Send HDQ屏幕。根据屏幕分辨率，左侧的所有屏幕选项可能不可见，必要时可在左侧菜单中滚动访问“Send HDQ”链接。在通过I2C将bq27742电量计连接到EV2300接口板时，点击“Change comm to HDQ8”按钮，会出现提示信息，说明该过程不可逆并确认是否执行。激活HDQ模式后，需要将EV2300接口板的HDQ端子与bq27742 EVM的HDQ连接器（J4）连接，然后重启EVSW，并从EVSW支持的设备列表中选择带有正确固件版本的“bq27742HDQR1”。

在使用bq27742EVM评估模块时，电子工程师们需要严格按照上述步骤进行操作和设置，同时要注意相关的警告和限制，确保评估过程的安全和准确。大家在实际使用过程中遇到过哪些问题呢？欢迎分享交流。