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[参考译文] BQ76940：锂离子电池组的电池管理系统

admin
Guru**** 2538950 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ76940, BQ76200, BQ76920, BQ76930, BQ78350-R1A, BQ76952, BQ78350

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/1066885/bq76940-battery-management-system-for-li-ion-battery-pack

部件号：BQ76940
线程中讨论的其他部件： BQ769200， BQ76200， BQ76920， BQ76930， BQ78350-R1A， BQ76952， BQ78350

我正在设计锂离子电池组的电池管理系统，我已将 BQ76940 IC 入围。

当我转过数据表中的典型应用原理图时，低端有一个双向 MOSFET 对。 此外，CHG MOSFET 的栅极处还有一个 P 通道 MOSFET。 您能解释这些功能的作用吗？ 我已经在示意图中标记了它们。

我还了解到，要在高侧驱动 MOSFET，我们需要实施栅极驱动器。 这有多重要？ BMS 将管理一个48V，60Ah 的蓄电池。

此外，BQ769200高侧 N 通道 FET 驱动器似乎不可用。 是否还有其他选择？

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    TI__Guru**** 2538950 points
    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，Cleatus，

    此外，CHG MOSFET 的栅极处还有一个 P 通道 MOSFET。 您能解释这些功能的作用吗？
    图8对此进行了解释。  数据表的 CHG 和 DSG FET 电路。 基本上，这是一种低成本的 PFET，用于使 CHG 引脚远离 VSS 以下的电压。

    我还了解到，要在高侧驱动 MOSFET，我们需要实施栅极驱动器。 这有多重要？  BQ769200高端 N 通道 FET 驱动器似乎不可用。 是否还有其他选择？
    有必要，高侧驾驶与低侧驾驶有不同的要求。 我们的集团中没有 BQ769200的替代产品。 我不知道 TI 是否有另一个 FET 驱动器可以直接用于实现高端，您可能需要查看 TI 的 FET 驱动器目录，看看是否有适合的驱动器。

    我对股票状况表示歉意。

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    低端双向 MOSFET 对如何工作？

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好，Cleatus，

    尽管对另一个部分而言，在使用低侧 FET 与 BQ76952蓄电池监测器系列 应用报告的第1节中所述的解释应该有助于了解低侧 MOSFET 对的工作原理。

    有关   使用 BQ76940的驱动器行为，请参阅数据表中的第8.5节“电气特性—充电和放电驱动器”。

    希望这是有用的！

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    感谢您的回答！ 我还有一些问题。

    我正在设计一个自动化制导车辆的蓄电池管理系统。 我应该为低侧 MOSFET 对还是高侧 MOSFET 对使用？ 哪种配置最有利？

    我可以同时实施高侧和低侧 MOSFET 对吗？

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好，Cleatus，

    这取决于许多因素，最终取决于系统的要求和所需的标准。  如果您的应用需要高/低，请使用所需的任何一种。 BQ76940具有集成的低侧驱动器，对于高侧驱动，可能需要像 BQ76200这样的 FET 驱动器。  

    这是一个常见问题，这个较旧的 e2e 线程可能有助于解决您的问题：  

    https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/784837/bq76920-low-side-switching-or-high-side-switching-which-one-should-prefer-and-why

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    非常感谢您迄今为止提供的宝贵意见！

    您能否推荐 BQ76200高端浇口驱动器的替代产品？

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好，Cleatus，

    这是 我们团队中唯一的高端门控驾驶员。 我们的电池产品系列中没有等效的部件。

    您可以查看 TI 提供的其他 FET 驱动器产品， 看看是否有一款能够满足您的需求：  

    https://www.ti.com/power-management/gate-drivers/products.html

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    如果使用低压端 MOSFET，我可以实施预充电功能吗？

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    您好，Cleatus，

     可以使用低压端对机具进行预充压。  有关一些指导，请参见此较旧的 e2e 线程：

    https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/488965/how-precharging-function-is-working-in-bq76940

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    用于内部平衡的每个单元的最大单元平衡电流是多少？ 在绝对最大额定值表中，它被称为5 mA，但在“10.3.1.3.3节电池平衡”中，它被称为50 mA。

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    您好，Cleatus，

    每节电池的50 mA 平衡电流适用于 BQ76920部件。 BQ76930和 BQ76940部件都可以平衡每节电池高达5 mA 的电流，这就是 为什么建议这些部件使用外部电池平衡。

    有关  使用此部件的单元平衡操作的详细说明，请参阅 bq769x0系列前10设计注意事项应用程序报告的第4部分。

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    我已根据数据表中所示的典型应用原理图准备了一条电路，其中9个单元与 BQ76940连接。 我尝试在微控制器未连接的情况下接通电路电源，并注意到 Pack +和 Pack -之间的电压大约为33V。 我将两个端子连接到一个电荷组，该组被设置为消耗0.5安培，但没有流向电荷组的电流。  来自 CHG 和 DSG 引脚的栅极电压约为0.5V。 如果没有微控制器，IC 是否允许充电或放电，或者我是否应该先使用微控制器启用 ADC？  

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    您好，Cleatus，

    是的，您需要使用微控制器来启用 FET。 您需要使用微控制器或 BQ78350-R1A 配套仪表才能使 BQ76940 AFE 正常工作。 它无法独立工作。

    这是第一个问题(1.1我可以将部件用作独立保护器吗？) 在 bq76920，bq76930，bq76940 AFE 常见问题解答中，这些常见问题可能对您 可能遇到的有关该部件的一些问题非常有用。

    较新的 BQ76952能够独立工作，无需 MCU。 然而，我们面临着库存问题，因此要获得这一产品并不容易。

    我希望这能有所帮助。 如果您有任何其他问题，请告诉我们！

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    当我测量 Pack+和 Pack-之间的电压时，我的读数大约为5V。 这是正常的吗？ 我尚未连接微控制器。

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    您好，Cleatus，

    当您测量 Pack+和 Pack-时，如果两个 FET 都关闭，Pack-应该是浮动的。 因此，不能完全确定这种情况的来源。

    这样测量时没有接地参考点。 因为两个 FET 都已关闭并与 VSS 断开连接。

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    感谢路易斯先生迄今的帮助！

    我还有几个问题：

    检查针脚7 (CAP1)和针脚3 (VSS)之间的导通性时，针脚7 (CAP1)和针脚3 (VSS)显示短路。 这是否意味着 IC 损坏？ 但 PIN 20 (BAT)和 PIN 3 (VSS)之间没有连续性。

    2.尽管时间过短，我是否可以继续使用 IC 进行测试(根据 第1点)？

    3.尽管 PIN 9 (REGSRC)接收到9V (在 REGSRC 和 VSS 之间测量)，但 PIN 8 (REGUT)的电压为0V。 当作为独立装置供电且没有微控制器接口时，它是否应该输出任何电压？

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好，Cleatus，

    没问题！ 很高兴能提供帮助

    检查针脚7 (CAP1)和针脚3 (VSS)之间的导通性时，针脚7 (CAP1)和针脚3 (VSS)显示短路。 这是否意味着 IC 损坏？ 但 PIN 20 (BAT)和 PIN 3 (VSS)之间没有连续性。
    对于 CAP1，您应该在此处有一个到 VSS 的电容器，一旦启动 IC (通过使用 TS1)，CAP1电压应该为~3.3V 如果部件关闭(或没有电容器)，我认为 CAP1可能会短接到 VSS。 零件也可能损坏。

    2.尽管时间过短，我是否可以继续使用 IC 进行测试(根据 第1点)？
    您希望在继续测试前测量 CAP1为~3.3V。 没有电压意味着零件处于关闭状态或可能损坏。

    3.尽管 PIN 9 (REGSRC)接收到9V (在 REGSRC 和 VSS 之间测量)，但 PIN 8 (REGUT)的电压为0V。 当作为独立装置供电且没有微控制器接口时，它是否应该输出任何电压？
    在提供的9 V 电压下，我认为它应该仍然有效。  您应该在 REGUT 获得2.5 V 或3.3 V (取决于部件号)。 可能是零件已关闭(从前面的问题中)。 阅读  第9节：bq769x0系列前10设计注意事项 应用报告的 REGSRC 电源可能很有用。 这更详细地解释了为 LDO 供电的 REGSRC 注意事项。  

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    我换了一个新的 IC。 现在，我将获得以下读数：

    CAP1-VSS = 3.29V

    CAP2-VSS = 14.6V

    CAP3-VSS = 25.8V

    REGOUT-VSS = 3.3V

    CHG-VSS = 0伏

    DSG-VSS = 0伏

    1.这些值是否正常？

    2.当我检查 Pack+和 Pack-之间的电压时，我的电压为28V。 当两个 MOSFET 都关闭时，这种情况如何可能发生。

    3.您是否可以为 BQ76940推荐高侧浇口驱动器？ 我找不到合适的驾驶员。

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    您好，Cleatus，

    1.这些值是否正常？
    是的，这些值看起来还可以。 对于 CHG/DSG FET，请确保测量栅极源电压，以准确查看其状态。 但是，这应该是可以的。

    2.当我检查 Pack+和 Pack-之间的电压时，我的电压为28V。 当两个 MOSFET 都关闭时，这种情况如何可能发生。
    我不确定，如果两个 FET 都关闭，测量 Pack+将保持浮动。 是否有东西将 Pack-轨迹接地至 VSS？  

    3.您是否可以为 BQ76940推荐高侧浇口驱动器？ 我找不到合适的驾驶员。
    BQ76200是我们通常推荐的高端浇口驱动器，也是我们产品系列中唯一的浇口驱动器。 如果由于库存问题或其他原因导致此问题不合适，则您可能需要向 FET 栅极驱动器组寻求建议。

    如果您未使用 BQ78350或 MCU，则可以使用 设备产品页面中的 bq769X0评估软件评估 BQ76940，这可能有助于调试某些问题。

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    我还有几个问题。

    1.可从 REGUT 引脚中获取的最大电流为45mA。 我是对的吗？

    2.如何选择电流感应电阻的值？ 是否有任何计算结果？

    3.我可以使用相同的 IC 来平衡和并行监控单元格吗？

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    您好，Cleatus，

    1.可从 REGUT 引脚中获取的最大电流为45mA。 我是对的吗？
    是的，正确。

    2.如何选择电流感应电阻的值？ 是否有任何计算结果？
    选择感应电阻器可最大化 Coulomb 计数器 ADC 的+/-200-mV。 请参阅 数据表的第11.2.2.1节：逐步设计流程。

    3.我可以使用相同的 IC 来平衡和并行监控单元格吗？
    不能，您将无法并行平衡/监控单元格。 没有好的方法来实现这一点，因为只有 IC 能够测量电池的电压，所以任何平行电池都将显示为 IC 的单个电压。

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    嗨，路易斯！ 我还有几个问题。

    1.我将使用外部平衡方法。 如何确定平衡电流速？

    2.我已附上我设计的原理图。 它将是一个开发板，具有高侧和低侧配置，用于测试目的。 如果可能，您能否提供同样的反馈？

    e2e.ti.com/.../cell_5F00_conn.pdfe2e.ti.com/.../fuel_5F00_gauge.pdfe2e.ti.com/.../mosfet_5F00_cfg.pdf

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    您好，Cleatus，

    1.我将使用外部平衡方法。 如何确定平衡电流速？
    平衡将由外部平衡电阻器(外部 FET 路径中的电阻)确定。 请参阅  bq769x0系列前10设计注意 事项应用程序报告的第4节“单元平衡”，以查看外部单元平衡期间的当前路径。

    2.我已附上我设计的原理图。 它将是一个开发板，具有高侧和低侧配置，用于测试目的。 如果可能，您能否提供同样的反馈？
    用于高压侧预充电电阻器。 1莫姆是否适合您的应用？ 这将是非常低的充电电流。 请参阅BQ76200数据表的8.1.1.4节预充电和预放电支持。 在 Q25/Q26高侧 FET 上添加 C40/C41中所示的电容器对可能会比较好。 我还建议在每个浇口的浇口源上添加一个齐纳二极管，以在发生高瞬态时保护 FET。

    VDDCP 电容器可以更小，因为您只使用2个 FET，请参阅 bq76200 应用报告中 FET 配置的第6节 VDDCP 电容参考表。  电容器越大，启动时间就越慢。

    您还希望为高端电路的 FET 增加100欧姆栅电阻。  我建议您阅读 bq76200超越简单应用原理图报告，该报告讨论了本主题以及有关 BQ76200设计的其他主题。  可以在 Pack 和 BQ76200的 DSG 引脚之间添加齐纳和电阻器，以避免在 DSG 打开期间引脚之间的电压过大，并避免内部开关损失，上一份应用报告的图12中也提到了这一点。

    从我看到的东西看，其他一切似乎都还好。 如果您有任何疑问/疑虑，请告诉我。

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    Cleatus，

    另一位团队成员对您的示意图发表了几条评论：

    • 理想情况下，R69/R70/R71应为1千欧。
    • 尽管 C1-C18的0.1-UF 电容正常，但由于 RC 时间常数较低，0.22-UF 在细胞平衡过程中可能会提供更好的电压测量精度。

    他们认为其他一切似乎都好。

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    谢谢你路易斯！ 我已经对我的设计做了必要的更改。

    我还有另一个问题。 BMS 在充电时对恒定电流和恒压有何反应？

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    TI__Guru**** 2538950 points
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    您好，Cleatus，

    很高兴听到这个消息！ 此外，刚刚注意到我在第二个要点上打了一个打字错误，我想说的是1-UF 而不是0.1-UF。

    如果在正常条件参数范围内不 触发任何故障，则如果在充电过程中存在恒定电流/电压，IC 将不会出现问题。 要了解充电器本身的具体情况，您必须打开一条新的线程，询问充电器团队。

    祝您好运！

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门

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    谢谢你路易斯！

    如何使用此 IC 同时实现充电和放电？

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    你好，Cleatus！  

    这取决于充电器电流。 我认为这个问题可能更适合充电器团队。

    从技术上讲，您不能同时在任何 BMS 上对蓄电池充电/放电，但是，如果电流不足，充电电流足以在需要时保持负载运行，则蓄电池将提供所需的额外电流。

    例如，如果负载消耗5安培电流，而充电器提供3安培电流，则蓄电池将提供2安培电流。

    如果充电器要提供6安培电流，则负载将消耗5安培电流，电池可以充电1安培(同时保持负载通电)

    无论哪种情况，电池本身都不会同时充电或放电。 因此，无需更改此 IC 的电路。

    此致，

    路易斯·埃尔南德斯·萨洛门