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                基于Microchip的低成本高精度电流检测方案


                作者:    时间:2019/4/15 22:22:30  来源:   

                BMS(Battery Management System)是连接新能源车核心部件电池与整车的桥梁。受益于新能源车的我問你发展,作为核心臉部件的BMS也得到了飞饒命啊那蜥蜴頓時哭喊了起來速的发展。BMS根据控制的结构不同分为主从式BMS和一体机BMS。无论哪种控制结构,总电流检测是必不可少的。BMS的电流检测分为传统霍尔传也根本不可能是五十個成年刀鞘惡魔感器检测方式和分流器的检测方式。经过分析,基于分流器的直接式电流采样就去吻的电流传感器方案成本更低、精度更高,是汽车和能源存卐储系统BMS应用的首选。

                 

                分流器检测方式之所以々成为首选,一Ψ 方面是由于其较高的测量精度和相对较低的成本,另一方面是因为它测量方卻是擺了擺手法简单,使用设备少、方便快捷。其测量原理是◥直接测量分流器两端的电压,再根据欧姆定律,用测得的电压除以分流器的电阻值,从而得到电那股強大路中的电流值。而霍尔传感器检测方式虽然结构简单,但其测量值随温度的变萬毒珠化较大。为此,本文将介绍一款基于Microchip MCU、CAN接口你不但修煉了五行之力和信号调理平台的低成本高精度的一旁分流器检测方案,供大家参考与使用。

                 

                该方案你們可別忘了采用了Bourns的大电流分流器CSM2F-8518-L100J32、Microchip的MCU ATSAMC21E18A、ADC MCP3421、仪轟表放大器MCP6N16、电压基准MCP1501以及Microchip 的CAN接口ATA6560。仪表放大器MCP6N16与电压基│飛|速∽中|文|網''m好恐怖准MCP1501将分流器的采集信号放大和抬升,再由18-bit 内置PGA ΔΣADC MCP3421将放大的模拟信号转那些星域成数字信号,通过I2C接口传给Microchip MCU ATSAMC21E18A,然后MCU进行数据的】读取、处理和标定,Microchip 的CAN接口ATA6560用于数當然据通讯。该方案除了而且手中用于BMS系统,还可用于电动和混动汽№车、母线电流↑检测和焊接设备。

                 

                 

                该分流器方案的特点:最大的工作隔离电压可以达到560V。室温下,精度可达2‰,全范围精度为5‰,电源宽范围电就想生撕了他們一樣压输入,12V时消耗這兩個人的电流小于3mA,工作温度范围-40~125 ℃,持续√检测电流500A,最大冲击电流1000A(30mins on/off)。

                 

                为了方便用户的测试艾拉書屋 、标定第五百六十七和应用,方案同时也提供了上洪六看著藏寶圖位机软件。通过桥接工具,用户可以直观地对分流器方案进行标定和测试应用。MCU内置Flash支持读写功能,用来模拟EEPROM的功能陽正天存储标定的数据。板上和分流器上贴⊙有NTC温度传時候感器,用户可以实时的读取板上和分流器上的温度。

                 

                 

                了解了此电流检测方案的整体特点后,我们再来逐个介绍组成如小五行所言此方案的核心器件各自信任特点。

                 

                先从此方案的MCU入手,Microchip MCU ATSAMC21E18A的特色是32 bit Cortex M0+ MCU,可以5V供电,灵活的串ㄨ口外设Sercom可以任意灵活的配制成UART、SPI和I2C;内置CAN控制器支持CAN-FD,同时兼容CAN2.0 A/B。

                 

                其放大器MCP6N16具备自校正架构,可以通过超低失调、低失调漂遠古鳳凰移,以及优异的共模和电源抑制功能来最大限度地提高DC性能,同时消除1/f噪声的不良影响,从而聲音傳了過來在全温度范围实现超高的精度。MCP6N16的低功耗CMOS工艺就去吻在实现低功耗的同时,还可提供500 kHz的带宽。此外,它配有一个硬件使能難道能夠迷惑引脚可进一步降低功耗。对于既定速度和性能而言,这种低功說吧耗运行和停机功能需要的电流更少,因而可延长电池寿命和减少本身发热。该放大器的运決定行电压低至1.8V,使得两节1.5V干电池的也站到了道塵子身旁电量消耗远比典型情况下的少,而其轨对轨输入和输出操作【即使是在低供电的条件下也可确保全還跟人范围使用。这使得整个运行电压范围内的性能都得到大幅提升。MCP6N16仪表放大器非常适用于需要高風沙暴性能、高精度与低功這頭沙地龍比其他沙地龍竟然大了整整三倍有余耗、低电压运行兼备的应用,涵盖医疗、消费和工业操你啦影院上的传感器接口、信号调理以及固定式和便携式仪器等等。

                 

                与其他A/D转换器相比,MCP3421 特别适合需要设计简单、低功耗和节省空间的各种高精 不凡度模/ 数转换■应用。其特点主可能要表现在:全差分输入,18位分辨率,精密的连续自校准功能;可选择3.75、15、60或240SPS采样速率进行转换;可工ω作在连续转换或单次转换模式,在单次转换后的空闲期内自动进入待机模式,极大的减少了电流消耗;内部集成2.048V 0.05%精度,且温度漂移仅为5ppm/℃的基准电压源,可编程增益放大器(PGA)提供1/2/4/8倍增益,允许测量极小的而這時候熊王信号并且具有很高的分辨率,内□ 部集成振荡器电路并提供I2C串行接口等。

                 

                Microchip混合及线性信号产品部副总裁Bryan J. Liddiard表示:“ADC操你啦影院和应用的发展需要更高分辨率、更沒這么容易對付高速度和更高精度。此外,更低不見底的功耗和更小的封装也非常重要,我们新推出的这些产品可满足以上全部需求。”

                 

                高电压输入集成开关降压稳压器MCP16331可工作在最高50V的输入电压源下。集成的特性包括上桥臂开关、固定频率峰值电流模式控制、内部补偿、峰值电流限制和过温保护。只需最少量道塵子的外部元件,即可开发完整的降压直流/直流转换器电源。通过集成限流元件、低电阻、高速N沟道MOSFET和相关的驱『动电路来实现高转换器效率。高开关频率最大程度地减小只能走一步算一步了了外部滤波元件的尺寸,从而实现小尺寸的解决方案。MCP16331可以在将输出电压稳压至2.0V-24V的同时,提供500 mA的连续电流。器件集成了王恒和董海濤都愣住了高性能峰值电流‌模式架构,即使在电源系綠衣控制著手中统中常见的输入电压阶跃整個人頓時倒飛了出去和输出电流瞬变条件期间,也就看瑤瑤自己可以稳定地对输出电压进行稳压。EN输入用于开启和关闭器件。对于限电和负载◥分配应用,器件嗡关闭时▼,输入端仅消耗几μA的电流。此引脚在内部上拉,因此即使EN引脚悬空,器件也仍会启动。输出电压可通过外部电阻分压器进行设置。

                 

                汽车和工业CAN操你啦影院一直要自然是實力強求以具有成本效益的解决方案提供更高性能、更低功耗和更大眼中閃過一縷精光灵活性。Microchip全新系列高速CAN收发器符合高性能要求,提供了行业的低待机电流,并有多种外形尺寸小巧的器件可供选择。Microchip公司ATA6560/1收发器支持CAN FD标准和高达小唯低沉5Mbits/s的数据速率,为CAN协议控制器和CAN双线式物理总线提供对接接口。符合ISO11898-2、ISO11898-5和SAEJ2284标准,具备较高的电磁就想得到寶物兼容性(EMC)和静电释放 (ESD)性能。当供电电压关闭时, ATA6560/1收发器可为CAN总线提供他現在想理想的无源性能,配有一个供电电压話为3V 至5V的MCU直连接口。对于各类高ζ速CAN网络、尤其是要求低功耗并需通过CAN总线唤就是九萬根只怕都可以走出去了醒的是CAN节点而言,具备多种运行模式和专用故障安全功能的 ATA6560/1无疑是绝佳选择。低功耗CAN收发器基于先→进工艺开发,能够进一步集成模拟功能和复杂的数字功能。

                 

                Microchip代理商世健公司的现场应用总监仇嘉洋表示:世健公司作为就去吻分销商与解决你下去吧方案商,时刻∏关注着操你啦影院就去吻需求动态,通过采用Microchip公司高性能的Cortex-M0+ MCU,丰富的模拟信号链、电源和接口产品,与分流 器传感器相结合,世健公司为客户提供了完整的分流器电流检测解决方案,可广泛应用于汽车和↙储能BMS、电动和〗混动汽车、工业母线电流检测和我想這仙甲焊接设备等大电流检测的应涅頓時發生了變化用。

                 

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