凌力尔特工程师电池管理经验之分享
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图2：增量累加转换器和采用RC电路的SAR转换器的比较增量累加转换器以更好的滤波性能提供同样的有效吞吐量
1充电状态控制要求电池容量平衡。通过有选择地给一些电池放电或移走电荷，可以实现电池容量平衡，从而使电池电压保持匹配，并处于特定范围之内。
在一长串电池监视IC的情况下，串行接口也是一个重要的考虑因素，凌力尔特提供两种截然不同的选择。一种选择 (也是大多数电池监视IC所支持的) 是菊花链式接口。采用菊花链式接口时，无需光耦合器或隔离器，链中每个IC就可与相邻IC通信，只留下底部的器件与单个微处理器或控制单元连接。此外，凌力尔特还提供第二种选择，即采用单独可寻址的串行接口。采用这种接口，单个微控制器通过隔离与多个并联器件通信。这种拓扑提供本身更加可靠的“星形配置”，因为失去与一个器件的通信不会隔断与其他任何器件的通信。可寻址器件还可用在经过修改的菊花链式拓扑中，在这种拓扑中，相对昂贵的隔离器已经成为过去，取而代之的是不那么昂贵的“晶体管化”SPI总线配置。结果是具有极宽兼容范围的串行接口。
经过两年的生产并基于经过实践检验的设计，凌力尔特推出了第二代器件。比较第一代和第二代器件，可以对未来高压电池系统的发展方向有一些深入的了解。LTC6803的主要目标之一是，即使在最极端的噪声情况下，也能确保无差错通信。 对所有命令和数据都进行包误差检测，以确保通信完整性。LTC6803系列继续支持菊花链式和单独可寻址串行通信，同时LTC6803菊花链能承受超过20V的AC噪声和30V的快速开关尖峰，而不会产生误差(图3)。
图3：第二代菊花链可抵抗强噪声
LTC6803有独立的电源输入，该输入可断接，同时其他连接保持完好无损(图 4a)。在这种硬件停机情况下，LTC6803仅吸取几nA的电流。这对电池组的长期储存很重要，因为集成的电池管理系统消耗的电流有可能使电池组中的电池容量失衡。LTC6803还可以用一个独立的电源工作，从而允许从一个单独的电源而不是电池组吸取电源电流，如图4b所示。该器件还允许使用简单的断电功能。此外，采用单独的电源时，即使所有电池的电压都已急剧下降 (在使用超级电容器和燃料电池时可能出现)，LTC6803仍可继续监视大量电池。图4c说明了拥有独立电源输入的优点。
汽车中的电子产品日益增多，这促使产生了有关汽车电子产品质量和可靠性的新标准。因此，出现了诸如AEC Q100、ISO 26262等汽车电子产品标准。这些标准转化成了广泛的限定条件和内部功能，以确保满足系统安全要求。例如，LTC6803是与ISO 26262兼容的系统。ISO 26262是一个实用的安全标准，定义了汽车系统的安全要求，并对系统级设计问题产生影响，如冗余度、网络配置、数据收集、传感器，等等。LTC6803内置了导线开路检测、数字滤波器检查、多路复用器解码器检查功能以及看门狗定时器和一个备用电压基准，以实现全面的自测试能力。
图5：LTC6803的内部自测试功能
LTC6803中还包括很多其他改进，以满足标准汽车设计之外的需求。例如，LTC6803提供扩展的-300mV至5V测量范围，该范围支持超级电容器和镍氢金属电池。LTC6803完全规格在-40℃至125℃的温度范围内工作，LTC6803还设计成能承受高达75V的电源电压，以提供超过20%的过压裕度。
汽车环境对电子产品而言非常严酷，然而汽车的日益电气化也是无可辩驳的事实。电动汽车和混合动力汽车中的锂离子电池系统不久就将成为主流，而诸如LTC6803等尖端测量器件是锂离子电池系统取得成功所必不可少的。不仅需要这类器件来实现准确测量，而且这些器件必须能在非常艰难的条件下长期可靠工作。今天，凌力尔特的LTC6802已经通过跑在路上的汽车证明，上述看法是正确的。毫无疑问，在明天的汽车市场上，LTC6803无疑将继续LTC6802的辉煌。
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