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你知道BMS隔离通信与电源的六种方案吗

1年前浏览1372
前面分析了一些厂家的BMS,有些样机还没时间整理出来,只是提前看了下;通过拆解,获得了一些信息,就想把一些关键的设计方案拿出来再比较一下;这次先说说高低压隔离通信与隔离电源的几种方案。

BMS上有低压电路,也有高压电路,这个大家都知道;高低压电路之间是需要进行通信的,将高压采样的结果传递出来,这就需要使用通信隔离芯片,而隔离芯片的隔离两边都是需要供电的;另外高压电路采样是需要ADC的,ADC同样也是需要供电的;这里就先把隔离通信与隔离电源的作用简单做了一些介绍。

接下来介绍几种隔离通信与隔离电源的实现方案。
方案一:菊花链通信方案
这种方案常出现在从控上,借助AFE特有的Daisy-Chain隔离通信功能,通过变压器(或电容)实现高低压之间通信的隔离,而且高压端的AFE完全从电池侧取电,不用再额外提供电源;例如之前分析小鹏的采样板,采用LTC6811和变压器实现的与低压端MCU隔离通信。

方案二:高低压隔离两边自己供电
这个方案进一步解释是这样的,首先采用了一个数字隔离芯片用于通信,隔离芯片的隔离两边都需要供电,然后高压侧由电池通过电压变换来供电,低压侧由低压供电;之前分析过特斯拉的MODEL S中的采样板是这个架构,如下图所示,感兴趣可以翻翻我之前发的拆解总结。

方案三:用成熟的隔离电源模块
这种方案是指使用一个独立的电源模块去供电,之前有分析过亿能EV05 BMU,里面高低压隔离方案如下:隔离芯片为ISO7241,低压端由低压的5V供电;通过金升阳的一款隔离电源模块F0509实现高压端的9V电源输出,然后通过LDO转成高压端的5V,给隔离芯片供电。

方案四:数字隔离器自带隔离电源
这个方案只需要一个合适的自带隔离电源的数字隔离器即可实现,例如ADI的ADUM5401。之前在分析蓝威的采集板时,就遇到了此种方案,如下图所示:ADUM5401自带5V-5V的隔离电源,不需要额外的隔离电源。

方案五:外部搭建隔离电源
这种方案就是完全自己搭建一个隔离电源,实现5V-5V,给数字隔离芯片供电。例如下图中,通过变压器驱动芯片SN6501实现推挽的电源拓扑设计。麻烦的地方可能是变压器的设计,不过,很多变压器厂家也提供了变压器标准品供客户直接选用,而省去了自行设计与认证的时间。


方案六:隔离芯片自带驱动电路,外部放置变压器
当然,还存在一种方案,是方案四、方案五的一种综合情况:数字隔离芯片中集成了隔离电源,但是需要外置变压器。例如下图中来自于SILICON LABS的SI88X4X系列,外部只需要放置变压器和少量被动器件即可实现隔离电源方案。

总结:
上面的几种方案是比较常见的方案,拆解的各家BMS基本都会涉及其中一种;至于说哪种方案更好,就需要各位自行去判断了;我写的比较概括,实际每一种方案实现起来都要小心谨慎;以上所有,仅供参考。
来源:新能源BMS
电源电路芯片通信UM
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-08-26
最近编辑:1年前
胡摇扇
新能源BMS
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