Texas Instruments ADS131B24-Q1高壓電池組監視器是用于汽車電動汽車 (ev) 電池管理系統 (BMS) 的完全集成監視器。ADS131B24-Q1集成了兩個同步采樣、高精度、24位ADC通道（ADC1A、ADC1B），可使用外部分流電阻器以高分辨率和精確度冗余測量電池電流。兩個獨立的數字比較器可實現與兩個ADC并聯的快速過流檢測。

數據手冊：*附件：Texas Instruments ADS131B24-Q1高壓電池組監視器數據手冊.pdf

另外兩個多路復用16位模數轉換器通道（ADC2A、ADC2B）可用于使用外部高壓電阻分壓器測量系統中的分流溫度和其他電壓，例如電池組電壓。使用外部溫度傳感器（例如熱敏電阻或模擬輸出溫度傳感器）測量分流溫度。每個ADC均配有通道序列器，可自動通過配置的多路復用器輸入來減少SPI上的通信。

該器件集成了諸多監控和診斷功能，可緩解和檢測隨機硬件故障，從而幫助開發功能安全的BMS。輸入范圍高達16V的內部線性穩壓器，支持使用非穩壓直流/直流轉換器為器件供電。Texas Instruments ADS131B24-Q1采用48引腳HTQFP封裝，額定汽車級溫度范圍為-40°C至+105°C。

特性

• 符合汽車應用類AEC-Q100標準
  • 溫度等級1（-40°C至+125°C，T A ）
• 符合功能安全標準
  • 開發用于功能安全應用
  • 可提供文檔，協助ISO 26262功能安全系統設計（高達ASIL D）
  • 系統能力高達ASIL D
  • 硬件能力高達ASIL D
• 兩個同步采樣24位ADC（ADC1A、ADC1B），用于電流分流測量
  • 可編程滿量程范圍
    • ±39mV至±312.5mV
    • 支持各種分流電阻器值和電流測量范圍
  • 實現高精度電流分流測量
    • 失調誤差：±1.5μV（最大值）
    • 增益漂移：20ppm/°C（最大值）
  • 可編程數據速率：500SPS至64kSPS
  • 每個ADC具有可編程閾值的數字過流比較器，用于快速過流檢測
• 兩個多路復用16位ADC（ADC2A、ADC2B），用于電壓和溫度測量
  • 每個ADC八個模擬輸入
  • 可編程滿量程范圍：±312.5mV至±1.25V
  • 通道序列器
• 監控和診斷功能，可減少和檢測隨機硬件故障
• 電源電壓范圍：2.9V至16V
• SPI兼容接口
• 九個GPIO，具有PWM功能

EV BMS電池組監視器系統框圖

德州儀器ADS131B24-Q1高壓電池組監視器技術解析

一、產品概述

德州儀器(TI)的ADS131B24-Q1是一款專為汽車高壓電池管理系統(BMS)設計的高精度電池組監視芯片。該器件通過AEC-Q100汽車級認證，工作溫度范圍為-40°C至+125°C，支持功能安全應用開發，文檔支持可達ASIL D級別。

二、關鍵特性

1. ?高精度ADC通道?：
   • 2個24位同步采樣ADC(ADC1A/ADC1B)用于電流檢測
   • 2個16位多路復用ADC(ADC2A/ADC2B)用于電壓和溫度測量
   • 可編程數據速率：500SPS至64kSPS
2. ?過流檢測?：
   • 每個ADC配備獨立數字過流比較器
   • 可編程閾值實現快速過流檢測
3. ?功能安全特性?：
   • 系統能力支持ASIL D級別
   • 硬件能力支持ASIL D級別
   • 集成多種監測和診斷功能
4. ?電源管理?：
   • 寬電源電壓范圍：2.9V至16V
   • SPI兼容接口
   • 9個具有PWM能力的GPIO

三、技術細節解析

1. 電流測量系統

ADS131B24-Q1集成了兩個24位ΔΣ ADC(ADC1A和ADC1B)，專門用于通過外部分流電阻測量電池電流。關鍵特性包括：

• 可編程全量程范圍：±39mV至±312.5mV
• 最大偏移誤差：±1.5μV
• 最大增益漂移：20ppm/°C
• 支持寬范圍分流電阻值和電流測量范圍

2. 電壓和溫度測量系統

兩個16位多路復用ADC(ADC2A和ADC2B)用于系統電壓和溫度測量：

• 8個模擬輸入通道
• 可編程全量程范圍：±312.5mV至±1.25V
• 集成通道序列器簡化測量流程

3. 電源架構

器件采用創新的電源設計：

• 內置線性穩壓器(AVDD和IOVDD LDO)
• 支持4V至16V輸入電壓范圍
• 可為外部電路提供有限電流(如數字隔離器供電)

4. 診斷與監控功能

ADS131B24-Q1集成了全面的診斷功能：

• 電源欠壓/過壓/振蕩監測
• 時鐘監測(主時鐘和診斷時鐘)
• 寄存器/存儲器映射CRC校驗
• 溫度傳感器監測
• 開路檢測電流源/匯

四、典型應用

該器件主要面向汽車電池管理系統(BMS)應用：

1. 電流分流測量
2. 通過外部電阻分壓器進行電壓測量
3. 使用熱敏電阻或模擬輸出溫度傳感器進行溫度測量

五、封裝信息

器件采用48引腳HTQFP封裝(PHP)，封裝尺寸為9mm × 9mm，包含裸露焊盤以增強散熱性能。

六、技術優勢

1. ?高集成度?：單芯片集成多路高精度ADC和必要的外圍電路
2. ?功能安全?：完備的診斷功能滿足汽車ASIL D要求
3. ?靈活性?：可編程參數適應不同應用場景
4. ?可靠性?：汽車級認證確保惡劣環境下的穩定工作

ADS131B24-Q1代表了當前電池管理系統監測芯片的技術前沿，其高精度測量能力和豐富的安全特性使其成為電動汽車BMS設計的理想選擇。