在新能源電動汽車領域,無論是微混,輕混,增程或者純電汽車,12V備用鋰電池憑借著環保,用戶體驗,全生命周期成本優勢,裝機數量快速攀升。
上篇文章(安全優先!矽力杰AFE+MCU為車載12V鋰電池保駕護航)著重介紹了SA63654的功能安全架構。這篇文章,我們將給大家帶來更為精彩的SA63654差異化亮點,為您量身打造安全耐用最優系統成本的12V解決方案。SA63654憑借著這些亮點,已經斬獲海內外多家頭部OEM的車型定點。同時矽力杰MCU-SA32B系列MCU flash容量從128KB到2MB,全系列支持功能安全ASIL-B和信息安全,滿足不同類型的12V鋰電BMS應用場景。
SA63654是立足于12V系統原生設計的產品,差異化設計亮點包括:
優越的高邊驅動
靈活的MOS架構
同步的MOS診斷
優異的休眠功耗
業界最小的封裝
完備的反向喚醒
優越的高邊驅動
確保系統的可靠性
SA63654采用專利的基于電感的遲滯型Boost電路,相比基于電容的電荷泵電路,優勢有:更低的靜態功耗:<10uA;更低的輸入電源電壓:≥4V;更高的柵極驅動電壓:12V;更快的閉合/關斷速度:<20uS;更快的補能速度:>6mA。同時,該電路具備輸出欠壓保護功能,且輸出欠壓保護點遠高于市面上功率MOS的VGS(th),因此能避免將功率MOS驅動在線性區域。綜上功能優勢,SA63654的高邊驅動,可有效減少擴展的功率MOS對數。
靈活的MOS架構
兼容多種MOS架構
12V BMS系統采用功率MOS作為負載供電/電池充電的控制開關。在市面上,功率MOS的驅動架構有:充放電分開控制,共源;充放電同開同斷,共源;充放電分開控制,共漏。SA63654能夠完全兼容上述三種驅動架構。同時即使在充放電分開控制的架構中,也可以實現單一方向的過流事件時控制充放電功率MOS同時斷開。三種驅動架構如下所示。



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同步的MOS診斷
消除診斷誤判風險
12V鋰電池系統,高邊MOS負責連接電池(B+)和負載(P+),它對系統安全至關重要。業界現有診斷方案,如下右圖,采用外置電阻分壓方式異步檢測MOS兩端電壓。這種方案無法同時刻采集MOS兩端差分電壓,且外部電阻網絡引入額外功耗、誤差和器件失效概率。
SA63654采用創新的差分架構,一路采集P+端與B+端的壓差即MOSFET的壓降;一路采集SRC端與P+端的壓降即充電管的壓降。SA63654的差分采樣結構,不僅消除了單端采樣帶來的功耗問題和同步性問題,直接保證了精度;而且消除了兩路單端異步采樣帶來的診斷誤判風險;還可以節約MCU資源,降低MCU負荷。

*業界現有診斷方案

*矽力杰診斷方案
優異的休眠功耗
消除中途補電次數
SA63654在Sleep Idle模式下僅消耗40uA的電流;在Sleep Idle情況下,若開啟1S周期性喚醒功能,則等效功耗為4.5mAx(8mS/1S)=36uA,其中 4.5mA為Active模式下工作電流,8mS為周期性喚醒后持續工作的時間。因此在1S周期性喚醒周期下的靜態功耗為40+36=76uA,遠小于市場競品的靜態功耗(>100uA)。
業界最小的封裝
優化PCB布局和MOS散熱
12V鋰電池包容量有逐步減小的趨勢,對應的PCB板空間也越來越小。SA63654采用40 pins的QFN封裝,大小僅為5mm x 5mm,比市面競品小一半;同時該封裝帶側面爬錫,可提高焊接的可靠性和便利可視焊接檢查。
完備的反向喚醒
避免電池過充/過放
為降低系統功耗,系統進入休眠時會將MCU下電,則AFE擔負起監控功能。SA63654除具備常規的過壓欠壓/過溫欠溫/過流監控外,還具備了低電量告警功能、負載小電流變化喚醒和搭電喚醒。在AFE檢測到故障后,通過WAKE引腳輸出高電平去喚醒SBC;或者通過/FLT引腳輸出低電平去喚醒MCU(若MCU沒有下電)。因此SA63654具備了完善的休眠監控和休眠喚醒功能。

*系統應用框圖
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