【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及一种电池管理芯片电路。
技术介绍
1、传统的电池管理芯片通过在内部集成高压比较器使能过流、过压、欠压、短路保护功能，这些高压比较器元件在电路版图中占用了大量面积，增加了芯片制造的成本。
2、电池管理芯片的电流、电压采集速度与精度是评价电池管理芯片性能的关键参数指标，业界方案通常在电池管理芯片内部使用两个模数转换单元分别完成电压、电流信号的采集与转换，负责电压采集的模数单元除需轮询测量电芯通道电压外，还需完成内部单元、温度电压信号的采集，降低了单体电芯电压的轮询周期；
3、电池管理芯片测量电流、电压信号的精度除了与电池管理芯片使能保护功能紧密相关外，也会影响电池模组soc的精度，如何快速、有效的诊断电池管理芯片内部模数转换单元的测量精度成为了一个值得考量的问题。
4、在储能产品的生产制造、运输存储过程中，往往对产品内部电池组模块bms保护板的保护功能配置、工作状态有着多样化的需求，例如，在仓储运输的过程中单一的工作模式会使电池模组一直处于放电状态，会造成电池过度放电甚至失效，同时造成能源浪费。
5、户用储能产品、移动电源等锂电池产品电池保护板除电池管理芯片外，通常还包括mcu、隔离器件、通信器件等，现有市场的bms保护板通常选用额外的dc-dc及ldo产品为这些器件供电，为电池保护板设计者和制造者增加了物料成本和时间成本。
6、由于重量限制和更长的寿命需求，电动摩托车、轻型电动车辆和园艺工具电池组的电池化学成分正在从铅酸转变为锂离子、锂聚合物或锂离子磷酸
7、在电池管理芯片堆叠应用场景中，使用高侧充放电nfet架构时，业界方案通常使用顶部电池管理芯片驱动充放电nfet，但当顶部电池管理芯片尝试关闭放电nfet时，放电nfet驱动引脚电压为底部电池组电压，无法完全关闭mosfet，主流解决方法是通过大量的fet、二极管器件使放电nfet完全关断，这为设计者带来物料成本和电池保护板占板面积的增加。
技术实现思路
1、为了克服以上问题，本专利技术提供一种电池管理芯片架构及级联方案。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种电池管理芯片电路，其特征在于，包括模数转换模块、电源模块、驱动模块、开关模块、基准模块、内部上拉电阻模块、检测模块、比较器模块和数字逻辑模块；
4、所述模数转换模块包括第一模数转换单元、第二模数转换单元、第三模数转换单元，所述第一模数转换单元用于测量16节电芯通道的电压模拟信号并转换为数字信号发送至数字逻辑模块，所述第二模数转换单元用于测量电池组回路中电流采样电阻上的电压信号并转换为数字信号发送至数字逻辑模块，所述第三模数转换单元用于测量电池管理芯片内部电压信号、芯片内部温度电压信号、外部热敏电阻电压信号发送至数字逻辑模块；
5、所述电源模块用于为电池管理芯片电路中的全部模块供电；
6、所述驱动模块包括第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元，其中第一驱动单元的输入接输入电压，用于驱动高侧fet驱动单元；所述高侧fet驱动单元包括充放电驱动组件和预充电、预放电组件，所述充放电驱动组件用于驱动高侧充放电nfet，管理电池组的充电、放电状态；所述预充电、预放电组件用于驱动高侧预充电、预放电pfet，管理电池组的预充电、预放电状态；所述第二驱动单元和第三驱动单元用于使能高侧充放电nfet的关断；所述第四驱动单元用于使能电池管理芯片电路执行次级保护或检测分立器件是否触发次级保护事件；
7、所述开关模块包括第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元，所述第一开关单元与第一模数转换单元连接，用于选择电芯电压信号的测量通道；所述第二开关单元与第二模数转换单元连接，用于选择测量电池芯片内部电压信号、温度电压信号的通道；所述第三开关单元与数字逻辑模块连接，用于选择电芯均衡通道；
8、所述基准模块包括第一基准单元、第二基准单元和第三基准单元，所述第一基准单元用于电池管理芯片电路中的模拟电路和数字电路，并未第三模数转换单元提供参考电压；所述第二基准单元与第一模数转换单元连接，第一模糊转换单元以第二基准单元的输出电压值作为参考电压；第三基准单元与第二模数转换单元连接，第二模数转换单元以第三基准单元的出电压值作为参考电压值；
9、所述内部上拉电阻模块以第一基准单元的电压为偏置电压，内部上拉电阻模块与外部热敏电阻相连，用于进行温度的测量；
10、所述检测模块包括第一看门狗单元、第二看门狗单元、充电器检测单元和负载检测单元；所述第一看门狗单元用于检测第一模数转换单元和第二模数转换单元的测量事件是否按预期完成；所述第二看门狗单元用于监测主机是否与电池管理芯片电路进行通信；所述充电器检测单元用于检测充电器的连接状态；所述负载检测单元用于检测负载的连接状态；
11、所述比较器模块用于快速使能电池管理芯片电路的短路保护；
12、所述数字逻辑模块包括数字核心处理单元、通信单元、重置与关闭单元、存储器单元和在线编程单元；所述数字核心处理单元用于管理执行电池管理芯片电路的测量与保护功能，通过采集电池模组的cov曲线，通过安时积分法计算电池模组的剩余电量soc；所述通信单元用于数字逻辑模块与外部主机的通信连接；所述重置与关闭单元用于重置数字逻辑模块或使电池管理芯片电路进入停机模式；所述存储器单元用于设置电池管理芯片电路的过压保护阈值、欠压保护阈值、过流保护阈值、过温保护阈值、均衡保护启停电压及电池管理芯片电路各模块电路的参数；所述在线编程单元用于客户的产线编程。
13、具体的，所述电源模块包括相互连接的可编程dc-dc buck电路单元、第一可编程线性稳压器单元reg1和第二可编程线性稳压器单元reg2，通过对可编程dc-dc buck电路单元、第一可编程线性稳压器单元reg1和第二可编程线性稳压器单元reg2进行配置实现多种电源模块，包括正常模式、睡眠模式、深度睡眠模式、关断模式。
14、具体的，所述通信单元采用的通信接口为i2c接口。
15、具体的，多个电池管理芯片电路级联构成级联的电池管理芯片，在级联时，通过配置i2c接口的地址实现主机对不同电池管理芯片的通信。
16、具体的，在级联时，一个电池管理芯片通过第二驱动单元和第三驱动单元使能高侧充放电nfet的关断，并且设置发生充放电保护事件时输出禁用充放电nfet电平信号的引脚，一个电池管理芯片的引脚信号通过分立器件的转换控制另外电池管理芯片驱动关断充放电mosfet。
17、本专利技术的有益效果是：与传统电池管理芯片架构方案相比，本专利技术的电池管理芯片电路可降低单节电芯电压信号采集的轮询周期，实现不降低使能保护功能速度的同时减少电路版图面积；内部的诊断功能设计增强电池管理芯片的可靠性；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池管理芯片电路，其特征在于，包括模数转换模块、电源模块、驱动模块、开关模块、基准模块、内部上拉电阻模块、检测模块、比较器模块和数字逻辑模块；
2.根据权利要求1所述的一种电池管理芯片电路，其特征在于，所述电源模块包括相互连接的可编程DC-DC BUCK电路单元、第一可编程线性稳压器单元REG1和第二可编程线性稳压器单元REG2，通过对可编程DC-DC BUCK电路单元、第一可编程线性稳压器单元REG1和第二可编程线性稳压器单元REG2进行配置实现多种电源模块，包括正常模式、睡眠模式、深度睡眠模式、关断模式。
3.根据权利要求1所述的一种电池管理芯片电路，其特征在于，所述通信单元采用的通信接口为I2C接口。
4.根据权利要求3所述的一种电池管理芯片电路，其特征在于，多个电池管理芯片电路级联构成级联的电池管理芯片，在级联时，通过配置I2C接口的地址实现主机对不同电池管理芯片的通信。
5.根据权利要求4所述的一种电池管理芯片电路，其特征在于，在级联时，一个电池管理芯片通过第二驱动单元和第三驱动单元使能高侧充放电NFET的关断，并
...【技术特征摘要】
1.一种电池管理芯片电路，其特征在于，包括模数转换模块、电源模块、驱动模块、开关模块、基准模块、内部上拉电阻模块、检测模块、比较器模块和数字逻辑模块；
2.根据权利要求1所述的一种电池管理芯片电路，其特征在于，所述电源模块包括相互连接的可编程dc-dc buck电路单元、第一可编程线性稳压器单元reg1和第二可编程线性稳压器单元reg2，通过对可编程dc-dc buck电路单元、第一可编程线性稳压器单元reg1和第二可编程线性稳压器单元reg2进行配置实现多种电源模块，包括正常模式、睡眠模式、深度睡眠模式、关断模式。
3.根据权利要求1所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：付海，张仁辉，段昔成，何生生，
申请(专利权)人：成都能海昇芯科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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