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近些年，在消費(fèi)類市場中使用鋰電池的應(yīng)用場景越來越多，因此對于 BMS管理芯片的需求也是旺盛了好多年。
尤其是在滑板車，電動(dòng)工具以及一些電動(dòng)玩具市場中，低串?dāng)?shù)的 AFE 模擬前端芯片市場上品類非常少。
純硬件保護(hù)的 AFE 方案，國內(nèi)做的比較多，但是智能型的 AFE 國內(nèi)做的好的就鳳毛麟角了，目前國外主要是 ADI 和 TI 市場做的比較大，消費(fèi)類市場尤其是 TI 的 BQ769XX 系列，占據(jù)了絕大部分市場。
國產(chǎn)芯片方面，中穎在 AFE 方面的市場占有率可以說僅次于 TI 了，但是在我的使用過程中還是出現(xiàn)了各種生產(chǎn)過程中的問題。
回想起 2018 - 2019 年芯片大缺貨的情形，我那時(shí)候設(shè)計(jì)的 BMS方案真的是恨不得一塊板子上設(shè)計(jì) 3 個(gè)以上的替換方案，因?yàn)?TI 的BQ76930供應(yīng)不上，我們不得已將 BMS 程序優(yōu)化到兼容 TI 和中穎的方案，同時(shí)將硬件設(shè)計(jì)也進(jìn)行了模塊化。
這幾天終于找到了一個(gè)和 TI 的 BQ76930 系列 P2P 的方案，這樣一來就再也不用做多設(shè)計(jì)融合了，直接換個(gè)芯片貼上去就可以進(jìn)行完美的備份了。
現(xiàn)在我們就來對比看一下這一款芯片 - CG861XX 系列。
CG861XX
CG861XX 系列同 TI 的 BQ76930 系列采用相同的架構(gòu)，最大能夠支持到 15 串鋰電池的管理方案，內(nèi)部同樣是三個(gè)芯片合封在一起的。
因此 CG861XX 可以作為 3-15 節(jié)串聯(lián)電池組監(jiān)控和保護(hù)解決方案的組成部分，通過芯片本身 I2C 接口后接主機(jī)控制，從而可以執(zhí)行多種電池組管理功能。
例如監(jiān)控(電池電壓、電池電流、電池溫度) 、保 護(hù)（控制充電/放電 FET）以及平衡功能。
CG861XX 芯片系列內(nèi)部集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換 器（A/D）可實(shí)現(xiàn)對電池組關(guān)鍵參數(shù)（電壓、電流/庫倫以及溫度）的純數(shù)字讀取， 并會在出廠制造過程中校準(zhǔn)處理，從而極大的方便了客戶的使用，滿足了各種不同應(yīng)用場合條件。
引腳對比：
既然是 pin 2 pin 替換，引腳肯定是一一對應(yīng)的，這樣才能夠?qū)ξ覀兊?PCB 設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)更友好，對于芯片的備貨和工藝生產(chǎn)也有利，避免了很多不必要的報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)。
均衡電流
均衡電流的對比中，不同點(diǎn)在于極限值的參數(shù)，CG861XX 的均衡電流要小一些，極限參數(shù)為 50mA，而 TI 的 BQ769XX 將這一參數(shù)標(biāo)到了 70mA， 但兩款芯片在持續(xù)工作下均衡電流最大值都標(biāo)到了 50mA，不知道是國產(chǎn)的不敢寫還是保守了，不過這個(gè)不影響我們設(shè)計(jì)使用，畢竟我們都會做降額設(shè)計(jì)。
▲?CG861XX
▲ BQ769XX
功耗的對比
功耗對比上，從參數(shù)表總體來說還是 TI 的略勝一籌，不過這個(gè)還是要在實(shí)際電路板上進(jìn)行測試才行。
▲ BQ769XX
▲ CG861XX
庫侖計(jì) ADC
16bit 庫侖計(jì) ADC 參數(shù)對比幾乎一樣，這一項(xiàng)對于我們軟件算法至關(guān)重要，我們需要速度更快，精度更高的電流檢測來對電池的 SOC 和 SOH 進(jìn)行估算。同時(shí)也需要這些電流參數(shù)進(jìn)行整個(gè) BMS 系統(tǒng)的過流和短路的保護(hù)觸發(fā)。
▲ CG861XX
▲ BQ769XX
電壓采樣 ADC
14bit 的電壓采樣ADC ，CG861XX 的參數(shù)更好一些，在不同的溫度范圍內(nèi)，精度控制的更優(yōu)，在消費(fèi)類的電子設(shè)備中，其實(shí)都足夠用了。
▲ CG861XX
▲?BQ769XX
綜合看起來，這兩個(gè)芯片的大致參數(shù)都是一致的，其中的寄存器相關(guān)定義也基本一致，因此軟件方面的兼容性也是非常適合做備份的。
開啟備份設(shè)計(jì)方案
于是我迫不及待的開始了 BMS的設(shè)計(jì)，暫時(shí)使用了一個(gè)武漢芯源的 CW32L031 作為主控 MCU 進(jìn)行設(shè)計(jì)，CW32L031 是一個(gè)性能非常棒的 M0 內(nèi)核的低功耗控制器。
原理圖部分分成了三個(gè)塊：AFE，MCU，保護(hù)回路。
AFE 部分
MCU 部分
保護(hù)回路
需要完整原理和芯片資料的網(wǎng)友可以私信我哦。
接下來差不多花兩天時(shí)間做一下 layout 就可以發(fā)版了，然后就開始移植程序。
下載ECAD模型
