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[参考译文] BQ76PL455A-Q1:同一 PCB 上的多个器件未堆叠

Guru**** 2540720 points
Other Parts Discussed in Thread: INA148

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/738740/bq76pl455a-q1-multiple-devices-on-the-same-pcb-non-stacked

器件型号:BQ76PL455A-Q1
主题中讨论的其他器件:INA148

由于我的应用要求所有16节电池的温度、我希望使用第二个器件来测量电池温度。 下图简要说明了我计划如何实现这一目标。  

温度传感器是一个温度控制电压分流器( 齐纳二极管、齐纳 电压与温度成正比)、由于缺乏创造力、图中显示为一个简单的二极管。 CN 是器件1的电压感应输入、该器件是一次电池电压测量器件。 TN 是 device2的输入、用于测量温度传感器的电压。 A 是温度传感器两端的实际电压(符号带有二极管的电压)。

此配置允许我以最低的额外成本和更少的电路板组件来测量所有温度传感器。 温度测量的精度 最高可差16倍、但对于我 的温度传感器而言、这相当于<1C、这对我来说已经足够了。

但是、这会引起一些问题、我是否应该为每个芯片提供单独的电源? 我将移除 VIO 以使芯片进入关断模式。 并通过差分通信使用 WAKEUP 命令来重新打开它们。 VIO 由 VP 供电、但串联的继电器用于连接/断开 VIO、从而根据我的应用的要求实现由硬件控制的器件外部关断。 如果其中一个器件(例如 device1)控制 NPN 电源、则如果在 VP 电源丢失后过早进入关断状态、则可能会意外地将 VP 和 VDIG 电源移除至 device2。 这是可以接受的吗?

这一问题更多地是澄清问题。 如果我使用单个 NPN 电源、则 NPN 控制器(使用上述假设的情况下的 device1)必须是通信堆栈中的较低器件? 这将允许它首先接收 WAKEUP 命令、并 在上面的 device2打开之前生成 VP。 这是否起作用? VP 上升时间是否长于通过 device1到 device2的传播延迟以及未配置为控制 NPN 电源的 device2的后续上电延迟? 也许数据表中已经回答了这一点、但我找不到它。  

以这种方式使用这些器件时、是否还有其他问题我可能遗漏? 尤其是因为这与数据表中描述的用例很远。

提前感谢

此致

Chitanya

电气船长

伊利诺方程式电动汽车

illiniformulaelectric.com

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    您好 Sindagi、

    您认为可以绘制整个系统方框图吗?
    我在这里有点迷路了。
    您不必提供详细信息、但我想了解您希望如何在16个温度下连接器件1和器件2。
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    我不知道我的答复为何仍在适度,我将再次尝试答复。

    下面是我计划使用的系统的更详细的图表/原理图

    "保护"-  数据表中所述的背对背信号二极管和电阻器以及 ESD 保护

    "AFE"-平衡 电路和电池输入滤波器

    "VSN"- PL455 (device1)的 VSENSEn 输入、EQN 输出连接到 AFE 以控制放电、但未显示

    "TN"- PL455 (device2)的 VSENSEn 输入、用于使用  原始 POST 中的方法进行温度测量、不使用 device2的 EQN 输出

    顶部的简化电路是由我建议的单个器件控制的电力输送电路。  

    我将尝试创建描述关断/唤醒过程的流程图、并尽快发布、但我将在这里用文字进行描述。 标有"继电器"的开关是外部控制的继电器、用于在电路板打开时使其进入关断状态。 要恢复、首先关闭继电器、返回 VIO 功率、然后通过差分通信线路发送 WAKEUP 命令以开启每个器件。  

    我意识到 我还有另一个问题、如果我使用2个二极管将 NPN 晶体管的基极连接到 device1和 device2上的 NPNB 以防止反向电流、会发生什么情况? 这将允许任一器件或两个器件驱动晶体管并为两个电路供电。 这一切都是为了节省电路板面积、但是、如果这不可行、我假设单独的电源解决方案是可行的且无误的解决方案?

    谢谢、此致

    Chitanya

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    在回复进行审核之前、我可以输入的最大字数似乎有字限制、请在我对第二张图片中的标签的说明下方找到。

    "保护"-数据表中所述的背对背信号二极管和电阻器以及 ESD 保护

    "AFE"-平衡电路和电池输入滤波器

    "VSN"- PL455 (device1)的 VSENSEn 输入、EQN 输出连接到 AFE 以控制放电、但未显示

    "TN"- PL455 (device2)的 VSENSEn 输入、用于使用原始 POST 中的方法进行温度测量、不使用 device2的 EQN 输出

    对于由此造成的所有不便、我深表歉意

    Chitanya
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    您好、Chattianya、
    基本上、您需要使用 IC2的 VSN 来测量16个温度。
    我是对的吗?

    如果我是对的、则向我展示热敏电阻电路。
    VSN 测量是差分而非单端测量。

    如果是这样、那么我将结束一个多路复用器、而不是添加第二个 PL455A。
    或者、使用 IC1的8个 GPIO 和 IC2的另8个 GPIO。
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    下面是我将用于计算每个传感器上的电压的电路和公式。 如原始文章中所述、温度传感器实际上是一种专有技术、其行为类似于齐纳二极管、齐纳 电压随温度变化、PFA 数据表包含所有其他详细信息。  

    A_n 是我想要测量的温度、即传感器上的差分电压(我使用了齐纳二极管符号、因为我不确定此类传感器的标准符号是什么)

    V_n、V_n-1和 V_n-2是 IC1的电压检测输入

    T_n 和 T_n-1是 IC2的电压感应输入

    我最初有一个多路复用器、但我还需要使用高压差分放大器(INA148)来移除共模电压、以便0-5V AUX 输入可以测量它们。 如果我只有一个 pl455、还需要额外的多路复用器来读取所有16节电池。 16 INA148s 非常昂贵、而额外的 PL455要便宜得多 、并且减少了 BOM 数量、这也降低了组装时间和成本。  

     上一个后处理中显示的电源设计是否正常? 我担心从同一电源为2个 pl455供电、以及它们在从关断状态恢复时的行为方式。

    谢谢

    Chai

    e2e.ti.com/.../Datasheet-Li8P25RT-revK.pdf

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    我想您必须具有两个单独的 NPN 晶体管。
    因为 NPNB 将关闭 NPN 晶体管。
    一个器件将控制两个器件的功率。
    另一个问题是需要注意的上电顺序。
    我可以使用1PS 为两个、三个或多个 EVM 供电、但它们有自己的 NPN 晶体管。


    只要不超过 VSN 引脚的绝对最大值、PL455A 就不会考虑测量的值。
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    由于空间限制、我希望使用菊花链通信链中较低的芯片(device1)来控制 NPN 晶体管。 如果电源被另一个芯片中断、器件是否会发生故障? 我正在中断 VIO 电源、以使器件按原样安全关闭。 希望 device2在其 VIO 电源中断的同时、device1的电源中断、在 device1关闭 NPN 晶体管之前将进入关断状态。 这是不可能的?

    上电时、VIO 电源返回到芯片。 随后是通过菊花链传输的唤醒信号。 理论上、device1将看到唤醒信号并打开 NPN 电源。 它还会将唤醒信号传播到其上面的器件(device2)、但由于这可能会在 NPN 电源通电之前发生、因此 device2会保持关断状态、直到 VP 和 VDIG 出现。 之后、它将看到来自 device1的唤醒信号并退出关断模式。 然后、WAKE 信号被传播到上面的下一个电路板、在这里重复上述过程。 这种逻辑似乎可以接受吗?

    如果不是、是否有其他方法为电路板供电? 我能否使用具有5.3V 输出的基本线性稳压器(LR8/LR12)并通过继电器将其打开和关闭? 芯片仍在运行时会突然中断芯片的电源、对芯片产生影响吗? 在电源关闭时连接电池是否会对芯片造成任何损坏?

    此外、在哪里可以获得有关 VP、VDIG 和 VIO 活动时 pl455电流消耗的信息? 我在数据表中仅找到了启动时的31mA 尖峰电流。 如果我可以使用更小的 SOT223-3封装而不是推荐的 DPAK 晶体管、那么空间限制也不会成为太大的问题、但如果不知道我将消耗多少功率、这对我来说是一个风险决策。

    提前感谢

    此致

    Chitanya

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    我有点困惑。

    让我问这个。

    您是否堆叠了两个 IC?

    您的回复说"菊花链通信链"、但您的方框图不是。

    对于任何堆叠 IC、都不应使用外部电源为455A-Q1供电。

    我只推荐使用 NPN 晶体管、但基础器件可以用作通信(桥接)器件。

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    我对不完整的方框图感到困惑深感抱歉。 在每个电路板上、器件将共享相同的 GND、但它们的通信将通过相同的菊花链进行。 将有6个此类板、每个板有16节电池。  菊花链底部将有一个额外的通信网桥。  

    问题是、我是否可以在'top'和 NPN BJT 的集电极之间放置一个继电器。 这将允许我使用外部信号来打开和关闭电路板、这是我的应用的要求之一。 我不会使用外部电源、只是从电池上断开 NPN、我想知道这是否是可接受的做法、 以及在重新连接 NPN 时是否会有任何已定义的行为。 使用外部线性稳压器的建议是确保所有电源在芯片通过菊花链接收唤醒脉冲之前正常运行、从而强制实现一致的启动行为。 但是、我将采纳您的建议并使用2个单独的 NPN 电源、我认为我发现一些足够紧凑的双 NPN 封装。  

    因此、仍然存在的唯一问题 是放置一个将 VIO 与 VP 断开以使芯片进入关断状态的继电器。 要退出关断模式、继电器将首先关闭、通过1欧姆电阻器将 VIO 连接到 VP、然后通过菊花链发送唤醒脉冲。 这是否可行?  

    对于所有不完整的信息、我再次表示歉意

    此致

    Chitanya

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    您不需要任何继电器。 NPNB 将在关断和唤醒模式下关断和关断 NPN 晶体管。
    当您向基础器件发送唤醒信号时、它也将唤醒基础器件和菊花链器件。 与关断相同。
    只需按照我们的建议、PL455A 就会照看您的唤醒和关断。
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    如果我错了、建议的关闭 pl455的方法是使用通过 UART/菊花 链发送的 shutdown 命令吗?

    这对我的申请无效有两个主要原因。
    首先、当车辆关闭时、电源切断、没有警告或之前的信号。 这将导致通过 UART 连接到通信的微控制器在向菊花链发送消息之前断电、从而要求所有的 pl455进入关断状态。
    其次、如果我要使用一个大电容器为该微控制器供电足够长的时间、以便它发送关断消息、那么这将依赖于菊花链上的通信来实现完美无缺。 在我的应用中、由于压接松动、走线断裂、连接器未正确就位或任何其他大量硬件或软件问题而未收到关断命令、PL455s 部分无法关闭。

    如果继电器直接关闭外部电源(例如、车辆电气系统的12V 电源)并配置为正常打开、则会在 BMS 退出关断状态之前强制打开所有连接和适当的开关。 此外、当中央12V 电源关闭时、此继电器将返回其正常打开状态、从而中断从 VP 到 VIO 的电流、导致 VIO 电压降至阈值以下并强制 pl455进入关断状态。

    这是否不是确保外部电源能够立即唤醒/关断整个 pl455堆栈的适当和/或高效方法?
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    您是否认为您可以提供系统的方框图?

    如果不舒适、您可以将其私下发送给我。

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    我不能完全确定您喜欢哪种方框图。 下面是一个涵盖整个系统电源功能的图。 想法是使用 BMS 主板的使能输出信号来打开和关闭整个从板堆栈