JAJU906 October   2023

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   リソース
  4.   特長
  5.   アプリケーション
  6.   6
  7. 1システムの説明
  8. 2システム概要
    1. 2.1 ブロック図
    2. 2.2 設計上の考慮事項
      1. 2.2.1 マルチプレクサ・ネットワークおよび切り換え方法
      2. 2.2.2 セル・バランシング
      3. 2.2.3 スタックされた AFE の通信
      4. 2.2.4 MCU との絶縁型 UART インターフェイス
    3. 2.3 主な使用製品
      1. 2.3.1 BQ79616
      2. 2.3.2 TMUX1308
      3. 2.3.3 TMUX1574
      4. 2.3.4 TMUX1102
      5. 2.3.5 TPS22810
      6. 2.3.6 ISO7742
      7. 2.3.7 TSD05C
      8. 2.3.8 ESD441
      9. 2.3.9 ESD2CAN24-Q1
  9. 3ハードウェア、ソフトウェア、テスト要件、テスト結果
    1. 3.1 ハードウェア要件
    2. 3.2 テスト設定
    3. 3.3 テスト結果
      1. 3.3.1 セル電圧の精度
      2. 3.3.2 温度検出の精度
      3. 3.3.3 セルの電圧と温度の検出タイミング
      4. 3.3.4 セル・バランシングと放熱性能
      5. 3.3.5 消費電流
  10. 4設計とドキュメントのサポート
    1. 4.1 設計ファイル
      1. 4.1.1 回路図
      2. 4.1.2 BOM
    2. 4.2 ツールとソフトウェア
    3. 4.3 ドキュメントのサポート
    4. 4.4 サポート・リソース
    5. 4.5 商標
  11. 5著者について

2 システム概要

本設計は、2 つの BQ79616 デバイスを使用して、32s バッテリ・パックの各セル電圧と温度を監視し、セル過電圧、セル低電圧、過熱を含むすべての異常事態からパックを保護しています。図 3-14 において、上側の BQ79616 デバイスが BQ79616-A2、下側の BQ79616 デバイスが BQ79616-A1 です。順方向のデイジー・チェーン通信は、BQ79616-A1 デバイスから BQ79616-A2 デバイスへの方向です。

各 BQ79616 は、温度検出のための 8 本の GPIO ピンと、電圧検出のための 16 本の VC ピンを備えています。より少ない GPIO ピンですべての VC チャネルの温度を監視するため、2 つの TMUX1308 マルチプレクサを使用します。これらのマルチプレクサは、1 つの BQ79616 の温度検出機能を 8 チャネルから 16 チャネルに拡張します。TMUX1574 は、パック情報を復元する外部 SPI EEPROM と接続できるように BQ79616 の GPIO4～GPIO7 を拡張するために使われます。

TMUX1308 の診断を実行するには、TMUX1308 の各チャネルを一度に 1 つずつ BQ79616 の TSREF 出力ピンに接続します。TSREF は、BCU コマンドに従って、High または Low 電圧レベルに設定されます。次に BCU は MUX チャネルをポーリングし、TSREF に接続された MUX チャネルで報告された電圧が TSREF ピン出力と一致しているかどうかを判断します。この診断方法を使うと、MUX が特定のチャネルで動けなくなっていないかどうか、または誤ったチャネルに対応する電圧を報告していないかどうかを確認できます。

この設計では、湿度センサ・インターフェイス用に GPIO8 ピンが確保されています。

BQ79616 の CVDD ピンは、TMUX1308、TMUX1574、外部 EEPROM、湿度センサに電力を供給するために使用されます。CVDD は常時オンの電源を提供するため、BQ79616 がシャットダウン・モードにある場合、このピンが外部負荷へのリーク電流の原因となる可能性があります。TPS22810 は BQ79616 の GPIO3 によって有効化されます。この TPS22810 を使って CVDD からの電源出力をオンオフすることで、意図しないリーク電流を防止します。

BQ79616 は、MCU との UART インターフェイスをサポートしています。各デバイスの TX ピンと RX ピンを絶縁するため、BQ79616 と MCU との間に ISO7742 が配置されます。BQ79616 の TX ピンと CVDD ピンは常時オンの電源であるため、シャットダウン・モード時にこれらのピンが ISO7742 へのリーク電流の原因となる可能性があります。このリーク電流を遮断するため、PMOS、TMUX1102、フォトカプラが使われています。UART 通信を開始するには、MCU 側から PMOS と TMUX1102 をオンに切り換えるため、MCU はオプトカプラをターンオンさせる必要があります。

この設計は、外部パッシブ・セル・バランシングのための BJT ネットワークも使用します。内部パッシブ・セル・バランシング抵抗は最大 100mA のバランシング電流をサポートできます。内部パッシブ・セル・バランシング抵抗の両端の電圧は、内部パッシブ・セル・バランシング用外部 BJT をオンに切り換えるために使われます。

通信を絶縁するため、本設計では、2 つの BQ79616 の間のデイジー・チェーン通信のための 2 つの高電圧コンデンサと、BMU または BCU 間のデイジー・チェーン通信のための 2 つのトランスを使います。