谈谈LTC6802与MCU连接器的电路设计

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二十一世纪,环境问题、能源问题变得非常的严峻,新能源的需求迫在眉睫,这让电动汽车及混合动力汽车很自然的变成了世界的焦点。蓄电池是EV的动力环节,但其单体端电压及容量都较小,比如广泛应用的磷酸铁锂(LiFePO4)电池端电压一般不超过3.65 V,因此常需多单体串并联组合使用来满足车辆的需求。对于车载电池包而言,一个功能完备的监控系统是非常必要的。目前国内的电池组监控设备存在两大问题:一是电池电压检测精度不高,二是电池组均衡控制的实现较复杂。针对这些问题,本文应用Linear Technology 公司新推出的电池组监控芯片LTC6802,设计了一套面向锂离子电池组的硬件监控平台。该平台设计实现的功能包括单体电压/ 温度检测、电池组均衡以及分布式CAN 通信等。

电池组监控平台的整体结构如图1 所示。本平台设计采用分布式CAN 总线结构,首先,LTC6802用于实现对单体电压的采集以及串联电池组的被动均衡控制;主控芯片负责接收来自LTC6802 的电压采集信息,并对LTC6802 的相关参数进行设置,此外MCU还用于实现电池包节点温度以及电流的采集;最后MCU 将电池包的组态信息发送到CAN 通信网络。

LTC6802 的外围电路及其与微控制器之间的连接电路如图2 所示。本电路中MCU 选取的是Freescale 系列单片机MC9S08DZ60,其主要功能是进行电流和温度采集、接收来自LTC6802 的信息并将电池包组态信息发送到分布式CAN 通信网络中。

LTC6802可通过其自身与SPI 兼容的串行接口实现与MCU 的通信。对于LTC6802而言,CSBI 为片选信号;SDO 为串行数据输出;SDI 为串行数据输入;SCKI 为串行时钟输入。此外,为了保证通信过程稳定可靠,本设计中还引入了静电干扰抑制电路,见图2 中的D7-D15.该电路由8 个二极管和一个齐纳二极管组成,实际也可以采用专用的ESD 静电保护器件PRTR5V0U4D来实现。

MCU 的另一项任务是将电池包组态信息发送到CAN 通信网络中。在此本设计选取了CAN 隔离驱动芯片ISO1050,见图2 中的U1.为了进一步提高CAN 通信的抗干扰性能,在平台的CAN 输出端还采用了瞬态电压抑制芯片PSM712。

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