在新能源電動汽車領域，隨著電動汽車向智能化方向發展以及鋰電池技術趨于成熟，成本逐步降低，12V車載電池鋰電替換鉛酸已迎來拐點。與12V鋰電池相對應，對電池管理系統BMS和模擬前端AFE的需求也孕育而生。矽力杰新一代12V模擬前端SA63654，提供12V鋰電運行模式功能安全QM至ASIL D平臺以及休眠模式功能安全ASIL B平臺的解決方案。

SA63654

強芯賦能 智馭全局

01

全診斷覆蓋的電芯電壓采集

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在電壓采樣方面，SA63654提供主輔測量通道(Cn通道與Bn通道)以實現“Limp Home”模式。與市面12V AFE競品對比，SA63654最大程度實現主輔通道的冗余，如主副通道的模擬切換開關冗余以及主副通道的電平轉換冗余。后端的低壓模擬開關與Hybrid型電壓ADC則通過片上SD型電流ADC實現交叉驗證，不僅巧妙地解決了共因問題，而且消除了同構ADC的問題。芯片在滿足功能安全的同時，該架構可以有效地降低芯片的功耗，提高芯片的EMC性能。

* 矽力杰專有電壓測量架構

*業界電壓測量架構

02

獨立冗余的電池包電流采集

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在電流采集方面，SA63654既可以支持低成本的電流采集通道冗余-電壓ADC與電流ADC獨立采集shunt的差分電壓，也可以支持電流采集通道的完全冗余-擴展兩個模擬通道來采集另一路shunt的差分電壓。與市面12V AFE競品對比，SA63654實現了電流采集的真正冗余，為實現電流采樣的安全目標提供有力保障。

擴展兩個模擬通道來采集另一路shunt的方式，還可以運用于多正極柱的應用場景。

* 矽力杰專有電流測量架構

* 業界電流測量架構

03

獨立冗余的電池包過流保護

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在過流保護方面，SA63654提供硬件過流保護和軟件過流保護，兩者形成冗余。過流保護方向均為雙向(充電過流和放電過流)且閾值可編程。與市面12V AFE競品對比，SA63654提供了額外的硬件過流保護電路。競品的過流保護一般都是基于ADC電流采樣，SA63654的硬件方式可以有效地降低系統休眠功耗和休眠狀態下過流響應時間。并且，SA63654的軟件過流保護可以與硬件過流保護形成冗余。

* 矽力杰專有OCP架構

* 業界OCP架構

*SA63654在不同模式下的過流保護功能

SA63654

新一代模擬前端解決方案

SA63654

車規級4S BMS AFE

◆ 工作電壓范圍: 4V~28V

◆ 3種工作模式: 關機/睡眠(循環喚醒)/活動

◆ 4個通道用于電池單元電壓測量

? ±5mV精度 (0.2V~5V, -40°C~125°C)

◆ 1個通道用于BAT電壓測量

? ±50mV精度 (6V~22V, -40°C~125°C)

◆ 2個用于MOSFET診斷的通道

? ±5mV精度 (-1V~4.5V, -40°C~125°C)

◆ 7個溫度測量通道

? 比率測量精度±0.1% (0V VTREF, -20°C~65°C)

? 比率測量精度±0.2% (0V~VTREF, -40°C~125°C)

◆ 芯片溫度測量

? ±7oC精度（-40oC~125oC）

◆ 1個通道用于低端電流測量

? 輸入電壓范圍: ±150mV

? 增益誤差: ±0.1%(-40°C~125°C)

? 失調漂移: ±1uV(-40°C~125°C)

? 內置庫侖計數器, 在ACTIVE和SLEEP模式下均可用

? 內置硬件過流保護, 用于充電和放電

◆ 集成用于電池平衡的NFET, 每通道高達200mA, 奇偶切換

◆ 后臺持續監測過流情況, 一旦檢測到OC事件, 立即禁用預驅動器

◆ 在睡眠模式下周期性喚醒, 以監測過壓(OV)/欠壓(UV)/過溫(OT)/欠溫(UT)/庫侖計數器(CC)/負載變化/應急啟動, 并在檢測到故障時向SBC輸出喚醒信號, 向MCU輸出/FLT信號

◆ 內置預驅動器, 用于驅動背靠背MOSFET

◆ 在ACTIVE模式下與ASIL-D功能安全兼容

◆ 40-pin 5x5可焊側翼QFN封裝