作者：蘇劍軍 公司：駿龍科技

ADBMS2950簡介

ADI的ADBMS2950是一款適用于電動車輛、混合動力車輛以及其他電流或電壓檢測應用的高壓電池組監(jiān)控器，它通過使用極低的偏移檢測分流電阻器的電壓降，從而測量電池組的電流，還可利用具有數(shù)字閾值比較器的快速過流ADC檢測過流條件，并通過具有最低延遲的專用過流警報線對結果進行通信。

它共采用12個內(nèi)部緩沖高阻抗輸入，從而支持從外部傳感器或電阻分壓器測量電池組電壓、溫度、HV-Link電壓、機箱隔離并監(jiān)控接觸器和保險絲的狀態(tài)。同時提供10個通用IO引腳，其中6個數(shù)字輸出(GPO)支持開漏和推挽輸出，可用于控制高壓晶體管，從而斷開外部電阻分壓器的連接。4個數(shù)字通用輸入/輸出(GPIO)還支持作為I2C或SPI控制器接口運行，從而對外部EEPROM或其他串行外設尋址。 

ADBMS2950可應用于電動車輛和混合動力車輛，備用電池系統(tǒng)，電網(wǎng)儲能等，如下圖(圖1)所示為其典型應用。對于SPI或隔離式isoSPI與主機的通信，可以配置ADBMS2950的內(nèi)置串行接口，其他isoSPI端口支持連接ADBMS2950器件的菊花鏈，也可使用ADBMS6830或ADBMS6832 (ADBMS683x) 電池監(jiān)控器進行擴展 (可選) 。

圖1 ADBMS2950典型應用

ADBMS2950優(yōu)勢和特征

符合AEC-Q100標準，采用48引腳側可焊接QFN封裝，并且專門為在ISO 26262應用中使用以獲得汽車安全完整性等級能力D(ASIL D)開發(fā)了ADBMS295xWFS。除此以外還具有以下幾種功能，如下表(表1)所示：

表1 ADBMS2950功能特征

ADBMS2950啟動流程

如下圖(圖2)、(圖3)所示分別為ADBMS2950的時序規(guī)格和啟動流程圖，接下來將對各流程狀態(tài)進行說明：

圖2 ADBMS2950時序規(guī)格

圖3 ADBMS2950啟動流程圖

一、STANDBY狀態(tài)

ADBMS2950上電或軟復位后等待200~500us即可進入STANDBY狀態(tài)，該狀態(tài)下主機可以與ADBMS2950通信，讀寫寄存器。如果STANDBY狀態(tài)下ADC還沒準備好，可以通過讀取CFGA寄存器、檢查REFUP標志位來區(qū)分STANDBY狀態(tài)和REFUP狀態(tài)。

二、REFUP狀態(tài)

STANDBY狀態(tài)下等待3.5~4.5ms后進入REFUP狀態(tài)，該狀態(tài)下主機可以與ADBMS2950通信，在成功接收ADC命令(ADI1,ADI2,ADV,ADX)后，IC將進入MEASURE狀態(tài)并啟動IxADC校準過程。

三、MEASURE狀態(tài)

只要ADBMS2950從REFUP狀態(tài)中接收到一條ADC命令(ADI1,ADI2,ADV,ADX) 后就會進入MEASURE狀態(tài)，并一直保持到下電或發(fā)送SRST命令。在MEASURE狀態(tài)下，主機可以與IC通信，振蕩器、基準和UV/OV電源監(jiān)視器在其指定范圍內(nèi)工作，此時的幾個ADC不僅可以并行激活，還可以重復觸發(fā)或連續(xù)操作。

四、Calibration周期

ADBMS2950的18位IxADC執(zhí)行誤差校準可以滿足其指定的性能，在REFUP狀態(tài)下接收到第一個ADI1、ADI2、ADV或ADX命令時，IC進入MEASURE狀態(tài)，并開始兩階段的自校準過程，但過程中ADI1或ADI2命令必須與OPT=0b0000一起發(fā)送。

①第一階段自校準

在第一階段，IxADC啟動并執(zhí)行一個操作初始偏移校準超過八個轉換(tIxADC_STARTUP)，在此期間，IxADC結果不可用，并且不發(fā)出任何額外的ADI1或 ADI2命令。如果需要，ADI1或ADI2命令必須與OPT = 0b0000一起發(fā)送，因此不建議在第一階段對IxADC或VBxADC進行任何診斷測量。

②第二階段自校準

第二階段在第一階段之后立即自動開始，此時將在128次轉換中執(zhí)行更精確的偏移校準。在此階段，每個IxADC都可以正常操作，也可以在其中一種診斷模式下操作。然而IxADC可能有無法達到其指定的失調(diào)電壓性能的情況，并且IxADC結果中可能會出現(xiàn)小于±6 lbs的恒定剩余失調(diào)誤差，但=其他IxADC規(guī)范并不受影響。在第二階段結束后，兩個IxADC恢復正常運行。

在完成136 (8+128)次轉換后，可以發(fā)現(xiàn)STAT寄存器IxCAL標志位在兩階段校準完成之前一直處于低位，校準所需的總時間= tIxADC_STARTUP + tIxADC_CALIBRATION。IxCNT寄存器在第一階段為零，在第二階段正常運行。

當通過ADV或ADX命令啟動校準時，沒有IxADC結果可用，并且IxCNT保持為零。當通過單次ADIx命令開始校準時，IxADC結果在tixADC_STARTUP之后可用，這是完成 9(8+1)次轉換所需的時間。在此之后將IxCNT設置為1，隨后的單次轉換即可在常規(guī)IxADC轉換時間內(nèi)完成。當通過連續(xù)的ADIx命令開始校準時，IxCNT在9(8+1) 次轉換后開始遞增，并且IxADC結果寄存器不斷更新。更多技術細節(jié)您可以咨詢駿龍科技的技術人員。

ADBMS2950通信方式

ADBMS2950支持4線SPI和isoSPI兩種通信方式，如下圖(圖4)所示：

圖4 ADBMS2950通信方式

ADC簡介

前文介紹了ADBMS2950的基本功能、特征、啟動流程和通信方式，接下來為大家介紹幾種ADC和檢測過流機制。 

①兩路16-BIT電壓測量ADC (V1ADC,V2ADC) 用來測量V1~V10，VREF2引腳電壓，更新率0.26ms，沒有連續(xù)測量功能；

②一路16-BIT AUXADC 用來測量 (VDIV,EPAD,VREF1P25,VDIG,VDD,TMP1,VREG,TMP2)，8通道轉換完成時間 2.12ms，沒有連續(xù)測量功能；

③兩路18-BIT電池組電流測量ADC (I1ADC,I2ADC)，更新率1ms，可以連續(xù)測量累加ADC值，通過配置ACCN改變累加次數(shù)，并將累加值存到寄存器IxACC；

④兩路16-BIT電池組電壓測量ADC (VB1ADC,VB2ADC)，更新率1ms，可以連續(xù)測量累加ADC值，通過配置ACCN改變累加次數(shù)，并將累加值存到寄存器VBxACC。

ADC過流機制

ADC過流機制框圖如下圖(圖5)所示，用三路7-BIT過流ADC (OC1ADC, OC2ADC, OC3ADC)測量電流值時，將電流值與OCx閾值比較，輸出結果到多數(shù)表決器，若超過兩路電流(包含兩路)過流，OCA/OCB引腳輸出過流告警。

圖5 ADC過流機制框圖

如果將OC閾值在CFGB.OCxTH寄存器配置，配置完過流閾值需要設置CFGA.OCEN=0 再CFGA.OCEN=1閾值才能生效。通過CFGB.OCMODE，OCA和OCB引腳可以配置成不同輸出模式，詳細描述如下表(表2)所示：

表2 OCA和OCB輸出模式配置

總結

本文為大家介紹了ADI ADBMS2950的基本功能特性、啟動后各流程狀態(tài)特征和其通信方式，以及ADC和過流檢測機制。欲了解更多技術細節(jié)和ADI相關方案，您可聯(lián)系駿龍科技各地辦事處。駿龍科技的技術人員愿意為您提供更詳細的技術支持。 

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