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[参考译文] BQ76930：BQ76930电池电压的一般问题和好奇行为

admin
Guru**** 2457760 points
Other Parts Discussed in Thread: BQ76930

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/675537/bq76930-bq76930-general-question-and-curious-behavior-for-cell-voltage

器件型号：BQ76930

您好、TI 专家、


我使用具有两个 BQ76930的17S BMS 板、第一个用于1至8 (来自 GND)、第二个用于电池9至17。 第二个模块随附一个隔离式直流/直流电源、并具有一个 I2C 隔离器、用于与电池组 GND 基准的 MCU 进行通信。

一切都很好、但我有一些问题和好奇心。


问题1：

对于温度读数、我们必须首先计算 TSX 引脚上的电压、然后计算传感器的电容器值。
数据表给出了此公式第25页：

VTSx =(十进制 ADC) x 382 μV μ A/LSB
RTS =(10、000×VTSX)÷(3.3–VTSX)

但从内部芯片图中可以看到、温度 ADC 与电池电压测量相同。
因此我认为我们还应该使用芯片的增益和偏移来计算 VTSx、与电池电压一样？

问题2：

施加到内部10K 和外部热敏电阻以进行温度测量的3.3V 稳压器的精度是多少？

问题3：

在主循环中的软件中、我为2个芯片拉 SYS_STAT 寄存器中的 CC_READY 位、当该位为1时、我读取所有数据寄存器以获取电芯电压和温度。 对于调试、当数据就绪时、我为每个芯片闪存一个不同的 LED、并且我可以清楚地看到 LED 闪存上的"相位"变化。 它清楚地表明、2个芯片之间的250ms 采样间隔不完全相同。

该250ms 计时的精度或容差是多少？ 数据表没有讨论这一点。
这可能是一个问题、因为我的 MCU 根据此时序计算出电池组的输出电流。 如果250ms 不精确、Ah 计算将错误。

好奇的行为：

我使用 MCU 的串行端口输出调试消息、当我显示电池电压测量值(每次 CC_READY 为1时、以4Hz 的速率)时、有时我可以看到某些电池上的值偏差。 更精确地放置在内部五节电池组(VC5和 VC10)的上部电池上。 电池组上未连接任何电源(无充电、无放电、因此电流为零)。 电路板的2个 bq76930的行为相同、例如、对于低侧 bq76930 (电池1至8)、不正确的值以粗体显示：

BQ 0：3749mV 3749mV 3750mV 0000mV 3740mV 3745mV 3748mV 3746mV 0000mV 3742mV
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高侧 bq76930 (电池9至17)也是如此：

BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3743mV 3740mV 3742mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3743mV 3745mV 3743mV 3740mV 3742mV 3743mV 0000mV 3738mV
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BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3743mV 3740mV 3742mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3743mV 3739mV 3743mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3743mV 3740mV 3743mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3743mV 3740mV 3742mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3738mV 3740mV 3742mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3743mV 3740mV 3742mV 3743mV 0000mV 3720mV
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BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3743mV 3740mV 3743mV 3743mV 0000mV 3720mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3744mV 3740mV 3743mV 3743mV 0000mV 3738mV
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BQ 1：3742mV 3743mV 3743mV 3745mV 3743mV 3740mV 3743mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3743mV 3740mV 3743mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3744mV 3744mV 3740mV 3743mV 3743mV 0000mV 3738mV
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BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3738mV 3740mV 3743mV 3743mV 0000mV 3738mV
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BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3743mV 3740mV 3742mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3744mV 3740mV 3742mV 3743mV 0000mV 3720mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3743mV 3740mV 3743mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3744mV 3740mV 3742mV 3743mV 0000mV 3738mV
BQ 1：3742mV 3743mV 3744mV 3745mV 3743mV 3740mV 3743mV 3743mV 0000mV 3739mV

请注意、这实际上是一个测量问题、而不是通信错误、因为我使用了带 CRC 选项的 bq76930、并且在我的固件中实现了 CRC 验证。 所有数据寄存器以自动递增的单次连续读取进行读取。 所有平衡都关闭。

VC10的~20mV 周期性偏差和 VC5的~5mV 周期性偏差有什么想法？

此致
Cyril HAENEL

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    TI__Guru**** 2457760 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、西里尔、
    ADC 已存储电池电压范围的平均增益/偏移、请参阅 bq76930数据表的图6-2。 温度测量处于 ADC 的低电压范围内、无需电芯增益/偏移。
    2. 3.3V 没有数据表值。 预计为+/- 100mV。
    3、是的、器件中的电池组和器件之间存在漂移。 我不会立即找到容差。 如果根据绝对时间或参考一个器件进行读取、则另一个器件上的电流最终可能读取两次或丢失当前样本。
    4.我希望您看到温度测量对电源负载的影响。 请确保您尚未对 VC5至 VC5X 和 VC10至 BAT 限制使用肖特基二极管。 还要确保已连接电源滤波器。
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    TI__Guru**** 2457760 points
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    您好、WM5295、

    感谢您的回答

    理解、因此我将使用固定382µV 的 μ V/LSB、并且 TSX 电压转换没有偏移

    2.+/-100mV 降低了温度测量精度。 无法在内部 ADC 中路由此内部3.3V 以获得其实际值并以良好的精度计算温度？

    电路板上仅使用低侧 BQ76930来测量电池组电流。 在高侧、我只需使用 CC_READY 标志来定期读取 ADC 数据(电池电压和温度)。 如果没有250ms 的周期容差、我认为我需要实现精确的间隔(例如、使用定时器和/ALERT 中断)、以实现精确的 Ah 计数器

    4.您是对的，此行为与外部温度测量有关。 我移除了温度传感器、具有相同的行为、但如果我配置 BQ76930来测量内部裸片温度、则所有电压测量都是稳定的。

    将检查他的硬件、但我无法更改任何内容、我使用的是我未设计的现有硬件。 这是一个商业 BMS，带有一个婴儿车软件，因此我用自己的软件取代了。。。

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    TI__Guru**** 2457760 points
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    我检查了硬件、看起来 VC5至 VC5X 和 VC10至 BAT 的二极管是肖特基二极管、我用0.299V 阈值测量它们。
    您能解释一下为什么以及如何使用肖特基二极管来干扰电池5和电池10电压吗？
    此致
  • 0
    TI__Guru**** 2457760 points
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    您好、西里尔、
    有关时钟精度、请参阅 e2e.ti.com/.../576970、预计约为3.5%

    在热敏电阻偏置期间、电池组的功率将增加。 这将通过 BAT 或 VC5X 引脚拉更多电流、从而使电压下降。 如果 TSN 引脚与其基准短路、则最大电流约为3.3V/10k = 0.33mA。 流经1k 功率滤波电阻器的电流会使电源电压降低0.33V、标准二极管不应导通。 肖特基二极管可能导通并开始通过 VC5滤波电阻器拉电流。 当然、使用热敏电阻而不是短接、影响应该更小。 如果功率滤波器电阻器缺失或损坏、影响可能更大。 如果您的工作板/设计不应成为问题。
  • 0
    TI__Guru**** 2457760 points
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    您好、WM5295、

    感谢您的解释。 在电池#10上、我有一个20mV 误差、因此在温度传感器偏置期间 BAT 引脚上的压降大于= 0.32V。 即使我断开10K 传感器的连接、10号电池上的压降也完全相同。 在这种配置中，TS 引脚上没有电流，因此我认为 BAT 引脚上的压降来自内部芯片电路，可能是用于通过内部10K 电阻器为 TS 引脚供电的3.3V 稳压器？

    为什么 需要这些 VC10至 BAT 和 VC5至 VC5x 二极管？ VC10和 VC5的电压不得分别高于 BAT 和 VC5x 引脚0.6V、以保护内部电路？

    由于我无法更改硬件、因此我需要找到一个软件权变措施、例如配置 bq76930、以便在对电池电压进行采样时对内部裸片温度进行采样、 例如、每分钟对外部传感器进行一次采样、但在此期间不考虑电池电压值

    此致、

    西里尔

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    TI__Guru**** 2457760 points
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    您好、西里尔、
    是的、3.3V (CAPn)用于偏置热敏电阻及其内部电路。 虽然我的解释是来自 TS 引脚的电流、但也会有一些内部偏置电流、这显然是导致误差的原因。 由于电流是较长的平均值、因此数据表中未对其进行描述。
    需要使用二极管来防止电源引脚和顶部输入之间的大差分电压、这会损坏器件。 由于系统设计应按照第8节所示完成、因此数据表中没有该限制的规格、二极管消除了将指定的条件。 如果您想了解有关二极管用途的更多信息、请参阅 www.ti.com/.../slua749的图20。 在您的情况下、您似乎拥有了它们。
    您可以在内部温度测量和外部温度测量之间进行切换、但需要一些时间才能获取更新。 温度每2秒测量一次。 由于 bq76930中的调度程序不会告诉您何时测量温度、因此您可能需要等待足够长的时间以确保获得新的温度读数、或者识别您从过去的性能读取的温度。 您可以过滤电池电压以在固件中使用、但硬件限制将响应测量的电压。 间歇性低读数不会导致假 UV、但请确保它不会阻止 OV。
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    TI__Guru**** 2457760 points
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    您好、WM5295、

    感谢您的文件链接、非常有趣。
    您说得对、我将实现一个状态机、以在温度采样期间消除不良值、这可能是 OV 保护的问题。

    非常感谢你的帮助
    祝你度过美好的一天
    此致
    西里尔