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[参考译文] AMC3302-Q1:高侧 BMS 分流电流测量

Guru**** 1088540 points
Other Parts Discussed in Thread: AMC3302-Q1, ADS131B02-Q1, ADS131B04-Q1, ADS131B26-Q1
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1160479/amc3302-q1-high-side-bms-shunt-current-measurement

器件型号:AMC3302-Q1
主题中讨论的其他器件: ADS131B02-Q1ADS131B04-Q1ADS131B26-Q1

我们正在尝试基于分流测量原理设计隔离式电流测量设计、以实现高电池充电和放电电流。 此设计应具有数字信号传输功能、最好通过 CAN 传输到主 MCU。 AMC3302-Q1可能是设计的起点、但我想知道是否有更全面的解决方案来解决此问题。

根据我们的功率损耗要求(见下文)、AMC3302-Q1的输入电压范围不理想。 在使用小分流电阻(25µR Ω 至35µR Ω)时、我们不会使用全范围、因此会牺牲分辨率。

我们希望满足以下测量规格:

 

参数

和功能

标称测量范围

±500

A

功率损耗(分流)

<9.

W

总精度

±0.4

%rdg

偏移

75

mA

线性度

0.01.

范围的%

分辨率

27.

mA

此外、我们希望集成各种温度测量。 有关这方面的规格仍需确定、但可能与电流感应架构的答案相关。

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    尊敬的 Lukas:

    对于1000A 的满量程范围、27mA 的分辨率是非常高的精度要求、误差为27ppm。

    列出的值是典型值还是最大允许误差?  

    您的采样率要求是什么?  

    我们可能需要探讨 使用更高精度的 Δ-Σ 或 SAR ADC、然后使用数字隔离器进行跨隔离栅的通信。  

    https://www.ti.com/data-converters/adc-circuit/precision-adcs/products.html#p84=24;32&sort=p1130;desc

    https://www.ti.com/isolation/digital-isolators/products.html

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    您好、Alexander、

    感谢您的快速回复。

    27mA 是典型值、所有其他列出的值都是最大值。

    采样率非常低(最低50 S/s)、因为任何调节任务都不需要此测量、仅用于监控/功能安全。

    我将探讨您的建议、如果出现任何问题、可能会与您联系。

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    尊敬的 Lukas:

    非常感谢您提出请求。 Alex 让我知道了你的询问。
    我非常关注 BMS 中的电流分流检测。 对于此应用、您的要求似乎非常典型。

    我们通常通过使用高分辨率、高精度、24位 Δ-Σ ADC 来解决此问题。 ADS131B02-Q1和 ADS131B04-Q1是理想的选择。 遗憾的是、这些 ADC 未集成数据隔离和隔离式直流/直流转换器。 这意味着您需要在外部添加它们。 但 TI 有许多不同的数字隔离器和隔离式直流/直流转换器选项。

    在对使用具有35uOhm 分流器的 ADS131B04-Q1进行一些粗略估算之后:

    • 分流器上的最大电压:±500A x 35uOhm =±17.5mV
    • ADS131B0x-Q1的 FS 范围@增益= 32:±37.5mV
    • ADS131B0x-Q1的输入参考噪声@增益= 32、数据速率= 250SPS:0.42uV_rms
    • 分辨率、单位为 mA:0.42uVrm/35uOhm = 12mA_rms
    • 偏移@ 25°C、启用全局斩波模式:2uV (最大值)
    • 以 mA 为单位的偏移:2uV/35uOhm = 57mA
    • 至少需要在室温下校准增益误差。 只有增益和 VREF 漂移才很重要。
      温度漂移引起的增益误差(例如 Ta =-20°C 至60°C):25ppm/°C x (25°C -(-45°C))= 1125ppm = 0.11%

    总体而言、该器件似乎能够很好地满足要求。

    您可以利用 ADS131B0x-Q1中的一些其他可用 ADC 通道来测量电池电压和温度。

    我们还在这些 ADC 的产品文件夹中提供了一些基本的功能安全文档(基本时基故障率、FMD、引脚 FMA)。

    此致、
    Joachim Wuerker

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    谢谢你、Joachim、

    我想我们将牺牲一些分辨率、并选择增益8来扩展测量范围。 这很有帮助!

    此致

    Lukas Geiger

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    Lukas、您好!

    增益= 8实际上是常用的、至少在汽车 BMS 中、它还可以检测多 kA 的过流。
    如果您查看 ADS131B04-Q1数据表中的噪声表、您实际上会意识到、在增益= 8和32之间、输入参考噪声不会真正降低太多。

    此致、
    Joachim Wuerker

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    Lukas、您好!

    两周前我无法提及、但现在我可以告诉您、我们在 TI.com 上预览了用于电流分流、电压和温度测量的全新汽车 BMS 模拟前端。 该器件称为 ADS131B26-Q1、是根据我们针对功能安全硬件的内部开发流程开发的。

    产品文件夹: https://www.ti.com/product/ADS131B26-Q1

    此致、
    Joachim Wuerker

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    您好、Joachim、

    谢谢。 如果这不是很好的计时

    此致、

    Lukas Geiger