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[参考译文] BQ76952:关于 CC 增益公式和库仑计数方法的阐释- BQ76972 /BQ76952

Guru**** 2388840 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ76972, INA237, BQ76952, BQ76940, BQ76942
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/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1509730/bq76952-clarification-on-cc-gain-formula-and-coulomb-counting-methods--bq76972-bq76952

器件型号:BQ76952
主题中讨论的其他器件:INA237、BQ76972、 BQ76940、BQ76942

工具/软件:

1.阐明 CC 增益公式

我们使用的是 0.25 mΩ 的分流电阻值 、需要说明  要在校准寄存器中编程以进行电流调节的相应 CC 增益值。

数据表与应用手册差异:

我们  根据用例看到两种不同的计算 CC 增益的公式:

  1. 对于内部库仑计数(AFE PassQ):

     mΩ Gain = 7.4768/Rsense (m Ω)

示例(0.25 mΩ):

CC  增益 =  7.4768/0.25    =  29.9072  ( 根据 需要进行四舍五入)

  1. 对于外部集成(基于 MCU):

     Ω 增益= 20,000/(Rsense (m Ω) ×  32767)

示例(0.00025 Ω):

          μV 增益= 20,000 /(0.00025 × 32767)≈2442.7 μ A/LSB

问题:

  • 您能否确认这两个公式均有效、但 适用于不同的集成策略 (内部还是外部)?

 μV 是否仅在依赖于 PassQ/内部集成的情况下使用基于7.4768的公式、而 仅在通过 CC2从外部读取电流的情况下使用2443 μ A/LSB 值

2.澄清库仑计数比较:内部与外部

我们正在    使用 CC2数据评估是使用内部电荷积分功能(PassQ)还是在 MCU 中执行外部库仑计数。

电流理解总结:

功能/方面

外部(CC2)

内部(通过 CC1获得 PassQ)

采样源

CC2 (实时、快速更新)

CC1 (滤波、缓慢更新)

更新速率

每3ms (FASTADC 中为1.5ms)

每250ms 一次

效率较低

内部24位(报告16位)

16位

集成位置

代替

AFE 固件

复位方法

由 MCU 处理

RESET_PASSQ () 命令(0x0082)

更低的功耗

较高(FASTADC)

降低

脉冲负载的精度

高电平

受限于滤波器平滑处理

易于实施

复杂(MCU 侧集成)

简单(内置充压蓄能器)

问题:

  • 我们的比较在性能和用例适用性方面是否准确?

  • PassQ 中是否有其他隐藏的优点或限制、我们应该了解这些优点或限制?

对于需要高速 SoC 跟踪(快速负载变化)的系统、是否 明确建议进行外部集成

  • 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。

    您好 Shiva、

    计算通过的电荷时、理想方法是使用 PASSQ 功能。  实际上无需直接读取 CC1电流。  如果要在特定时间知道电流、最好只使用 CC2电流(您也可以访问 DASTATUS1~4 ()子命令中未经处理的原始24位库仑计 ADC 数据)。  

    CC1使用并集成在 PASSQ 功能中的滤波针对通过电荷的库仑计数进行了优化、因此建议使用该滤波来获得最佳结果。

    您提到的问题是负载快速变化。  请注意、CC1和 CC2都使用来自库仑计 ADC 的数据、该 ADC 在正常模式下每~4us 对 SRP-SRN 电压进行一次采样。  然后、它将这些4us 样本和数字滤波器768生成单个 CC2输出。  它可以对其中的65536进行数字滤波以生成单个 CC1输出。  即使负载变化非常快、4 μ s 采样时间与 Rsense 和 SRP-SRN 之间的 RC 元件提供的前端抗混叠滤波相结合、也能确保您不会错过快速负载瞬变。

    关于 CC 增益、我不确定您在哪里看到了20000/(Rsense*32767)?  TRM 中 mΩ 的公式为 CC Gain = 7.5684 /(以 m Ω 为单位的 Rsense)。  请注意、您的公式略有不同、我认为它是 TRM 的早期版本、稍后已进行了更正。

    谢谢、

    Terry

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    您好、Terry、

    感谢您的解释。   

    我想与大家分享我们的做法背后的意图。

    在第1代 BMS 中、我们使用了 AFE BQ7694001和 MCU STM32U5。 为了更好地控制 SOC 算法并提高其灵活性、我们团队决定直接在 MCU 中实现 SOC 算法。 然而、为了更准确地估算 SOC、我们需要更高的采样率。 由于 BQ7694001的采样率为250ms、因此我们通过 I2C 添加了 INA237电流传感器、该传感器提供的采样率约为20ms 至30ms。

    现在、在第2代 BMS 中、我们使用 BQ76952/BQ76972 AFE 以及 MCU。 在此设计中、我们正在考虑移除 INA237电流传感器、因为新的 AFE 提供更好的性能。

    我们已经在 MCU 中实现了一个有效的 SOC。 您能否为我们提供指导、说明如何使用新的 AFE 规划或调整这一实施方案?

    感谢您提供宝贵的意见。

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     您好、Terry、  

     我正在跟进、因为我目前正在等待您对之前的通信的回复。 请提供更新

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    您好 Shiva、

    我想您可能会认为库仑计类似于采样保持型 ADC、只能每250ms 在一个点采集电压并进行数字化处理。  BQ76940和 BQ76942/52中的库仑计都基于 Δ-Σ 调制器、它们以更高的速度进行采样、然后在内部对结果进行数字滤波、然后在以较低的采样率提供最终数字输出之前。  对于 SOC 计算、由于进行高速采样(BQ76942/52中每4微秒进行一次)、这就足够了、您不会错过电流尖峰。  因此、除非您可能想要更高的分辨率(可能需要在50uOhm 感测电阻上测量1mA)、否则您确实不需要额外的 INA。

    对于 SOC 计算、与 BQ76940的一项差异是、BQ76942/52将为您在内部进行集成、您的 MCU 不必从监控器每250ms 读取一次电流值并进行集成、这就是您使用 BQ76940可能执行的操作。  相反、当您想进行新的 SOC 计算时、读取 PASSQ 和 passtime 值、这将提供通过电荷的积分。  然后、您可以在读取后重置计时器、然后下次只需获得自上次读取点以来通过的电荷即可。

    谢谢、

    Terry