ADBMS1818 技术详解之状态图

作者
Cyrus Tang
文章來源
Cytech Engineer

ADBMS1818 技术详解之状态图

概述

ADBMS1818是ADI中国团队设计的工业级的高性价比的BMS产品,后续会有一系列产品开发并发布,作为中国的本土芯片,购买这部分产品以后将不会受美国政策的影响。

ADBMS1818是一款多单元电池堆监控器,可测量多达18个串联连接的电池单元,总测量误差小于3.0 mV。ADBMS1818具有0 V至5 V的电池测量范围,适合大多数电池化学应用。可在290 μs内测量所有18个电池单元,并选择较低的数据采集速率以便降噪。

可将多个ADBMS1818器件串联,以便同时监测很长的高压电池串。每个ADBMS1818都有一个isoSPI™接口,用于进行不受RF干扰的远距离高速通信。多个器件以菊花链形式连接,并为所有器件连接一个主机处理器。该菊花链可双向操作,即使通信路径出错,也能确保通信完整性。

电池堆可直接为ADBMS1818供电,也可采用隔离电源对其供电。ADBMS1818具有针对每个电池单元的被动式平衡和个别PWM占空比控制功能。其他特性包括一个板载5 V调节器、九个通用I/O线路和睡眠模式(在此模式下,功耗降至6 μA)。

ADBMS1818运行状态图

下面主要对ADBMS1818运行状态图做分析,ADBMS1818状态图分为内核状态图和isoSPI Port状态图,如下图所示:

当芯片刚上电时,内核处于STANDBY状态,在2秒(tSLEEP)内如果没有收到有效命令,看门狗定时器超时,内核进入SLEEP状态;而isoSPI在tIDLE内没有收到有效命令则会进入IDLE状态。

芯片唤醒包括isoSPI唤醒和内核唤醒,当内核处于SLEEP状态时,芯片收到唤醒信号后,需要tWAKE时间才能正常工作,最长400us;而当内核处于非SLEEP状态时,只需要唤醒菊花链,唤醒时间为tREADY

需要注意的是当N个ADBMS1818使用菊花链连接配置时,内核唤醒时间为N*tWAKE,而isoSPI唤醒时间则为N*tREADY

菊花链上开始传输信号时,isoSPI进入ACTIVE状态,而内核则根据对应的指令进入相应状态;如果内核在STANDBY状态下接收到ADC命令,则内核需要tREFUP时间进入MEASURE状态,如下图所示,最长需要4.4ms,该时间是基准源唤醒时间,当ADC命令执行完成后,基准下电,内核再次进入STANDBY状态;所以这种状态下每次ADC命令需要重新唤醒基准源,再进行采样。

为了节省时间,一般在唤醒内核后将基准源打开,使内核进入REFUP状态,方法是将配置寄存器组A中的REFON置1;当内核在REFUP状态下收到ADC命令时,内核可以马上切换到MEASURE状态,不需要额外等待;ADC命令执行完成后再返回到REFUP状态。

EXTENDED BALANCING状态主要用于休眠均衡,启动该功能需要使用放电定时器,放电定时器由DTEN引脚使能(上拉到VREG),定时时间由配置寄存器组A中的DCTO配置;

DTM MEASURE状态用于监控休眠均衡下的电芯电压,通过置位配置寄存器组B中的DTMEN位使能该功能,内核将在EXTENDED BALANCING状态下每隔30秒进入DTM MEASURE状态,测量各电芯电压,如果低于配置寄存器组A中VUV设置的电压值,则会关闭该通道的均衡;

在EXTENDED BALANCING和DTM MEASURE状态下,收到唤醒命令,内核将返回到STANDBY状态;在DCTO设置时间内没有收到任何命令,放电定时器超时,内核返回到SLEEP状态。

总结

以上简单讲解了ADBMS1818的状态图,通过状态图及各状态间的时序可以快速了解芯片内部运行机制,使后续开发工作更简单,取得更快速的采样和更高效的均衡。

 

参考资料

ADBMS1818 数据手册

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