LTC6802检测串联电池组电压电路设计

1、【Word版本下载可任意编辑】 LTC6802检测串联电池组电压电路设计 1、LTC68022介绍 LTC68022内部含有12位的AD转换器，精细电压基准，高电压输入多路转换器和SPI串行接口。每个芯片可以检测12节串联在一起的电池。同时，芯片还支持串联使用，多可以将16个芯片串联在一起使用，即多可以检测12x16=192节电池串联组成的电池组。每个AD的转换范同为05V，因此每个芯片的检测串联电池组电压可达60V。另外，LTC6802.2在LTC68021的根底上开展了改良，增加了4位的外部编址接口A0A3，可对其开展编址，方便了对某一指定检测单元的单独操作。另外，LTC6802.2还具有

2、高温保护功能，电池过充过放电状态监视，电量均衡功能。 LTC6802.2有种工作模式：待机模式、测量模式和监事模式。上电默认为待机模式，此模式下，只有串口和5V的稳压基准源处于工作状态，其他所有电路均不_T=作。必须通过串ISI通信，对LTC6802.2开展配置才可以启动其他电路，此时可向CFGR0的CDC2：0位写入非0的值使其退出待机模式，LTC68022退出待机模式后VREF引脚可以检测到3.075V的脉冲基准电压信号，否则检测电压为0V，这可以作为判断串口通信成功的检测依据。 2、硬件设计 本文主要以51单片机和TMS320LF2407为主控器，分别介绍他们的硬件接口电路，并分析调试过

3、程中遇到的问题。 2.151单片机与LTC68022的通信接口 图1给出了以51单片机为控制器的控制电路，在保证电路正常工作条件下，外围电路以简单的形式给出。如果电池选用大容量动力电池，则要考虑加钳位保护电路，防止c引脚出现大的电流而损坏芯片。因为51单片机和LTC6802.2的通信接口均为5V工作电压，在只有一片LTC6802.2接入时，可以不加隔离器件，直接开展串口通信。 51单片机的SPI串行通信接口使用P1.OP1.3来模拟，模拟SPI接口时需要注意，该接口没有做其他的扩展用途，如果接有其他的扩展电路，在开展SPI通信时要开展屏蔽，否则有可能对串行通信造成干扰，导致无法正常通信。 2.

4、2TM$320LF2407与LTC68022的通信接口 公司的TMS320LF2407内部自带SPI串行通信模块，利用此模块可以简单地实现DSP与LTC68022的通信。通信中需要注意的是，通用SPI模块一般是每开展读写操作CS引脚就分别给出相应的片选信号，但根据LTC6802.2的时序需求，每次片选有效时，都要开展多次的读写操作。因此，此处不能使用SPI模块的片选，实验中选取DSP的PB4来给定片选信号。 设计中需要注意的另一点是数字隔离器件的选取。因为LTC68022的5V基准电源的驱动能力比较弱，只能提供负载4mA的电流，所以选择数字隔离器件时必须选择低功耗器件，否则，功耗过大将导致LT

5、C68022芯片发热，基准电源电压下降，当降至4.1V时，芯片将无法正常工作。本文选取ADUM14115_，它是ADI公司开发的一款超低功耗4通道数字隔离芯片，复合此处SPI通信的需求，并且功耗低，通信速度可到达10M，也满足通信的需求。图2是TMs320LF2407与LTC6802.2的工作电路。 3、软件设计 软件设计中主要需注意的是SPI通信的时序要与LTC6802.2的时序相匹配，时钟频率必须小于1M，通信模式按照LTC6802.2的规定cPHA：l和CPOL=1（其时序图如图3），但是由于TMS320LF2407的SPI通信模式与标准定义的差异，TMs320LF24O7的通信模式应该

6、设为PHASE=0和PO. LARITY=I。另外，需要注意的是由于TMs320LF2407自带SPI通信模块式的特点所限，在开展读取数据操作时需要虚发操作，已启动时钟，才能正常读取数据。 因为LTC68022支持多次的连续读写操作，因此，通信过程中选取通用IO作SPI通信的CS片选信号，而不是直接用SPI模块的片选信号引脚。使用LTC6802.2开展电压转换前需要先对其开展初始化，即写配置存放器组CFGR0CFGR5。读数据时要先发送要读取的LTC6802.2的地址f由A0A3引脚接线确定），然后发送读数据指令，再开展读操作。其操作写控制存放器步骤如下：（1）拉低CSBI；（2）发送写配置存

7、放器命令；（3）发送配置存放器数据（cmm，CFGR2，CFGR5）；（4）抬高CSBI。 读取电压数据操作步骤如下：（1）拉低CSBI；（2）发送要读取的LTC6802地址；（3）发送读电压命令；（4）发送电压存放器中电压数据（CVRO0，CVRO1，CVR17，PEC）；（5）抬高CSBI。在读取电压过程中，如果电池电压有较大的变化或波动会使LTC6802复位，进入上电默认待机状态，此时读取电压存放器的值是不变的，为测量值，因此每次读电压时尽量开展初始化配置，具体读电压流程如图4。 软件设计上，51单片机模拟SPI通信与通用的模拟程序类似，下面主要介绍以TMS320LF2407的SPI接口

8、开展通信的软件设计。 （1）初始化，程序如下： voidLtc68O2Init（void） uchari，bur，Ltc6802； CFGR0=0 x01；配置存放器的初始化 CFGR1=0 x00； CFGR2=0 x00； cFGR3=OxO0； CFGR4=VUV： CFGR5=VOV； do CL_CSBI；片选信号，托低CSBI SpiWrite（WRCFG）；写配置存放器 for（i=0：i6：i+1 SpiWrite（CFGRi）；） SETCSBI； delay（60）； Ltc6802OK=1： CL_CSBI： SpiWrite（0 x80）；11图2中接线可知地址为0 S

9、piWrite（RDCFG）； fbr（i=0；i6；i+） fif（i-0）buf=SPIreadO0 x80； elsebur=SPIread0； ifbufi=CFGRi1 Ltc6802=0；break；） SET_CSBI； while（Ltc6802）；配置不对重新配置 （2）写数据子函数 voidSpiWrite（uintbuf） fuintflag=0； SPITXBUF=bufl8；TMS320LF2407发送缓存存放器为16 位，从高位开始发 while（1）8位数据，将数据写入存放器高8位 flag=SPISTS&0 x40； if（flag=0 x40）break； j

10、 SPIRXBUF=SPIRXBUF： （3）读数据子函数 uintSPlread0 uintflag，buf； SPITXBUF=O； while（1） flag=SPISTS&0 x40； if（flag=0 x40）break buf=-SPIRXBUF； returnbuf； 文中给出的初始化数据是只测量12接单体数据的情况下配置数据，根据系统需要，如果要对电池的过充电和过放电状态开展监控或连接电池少于12节，可以对CFGR0-CFGR5开展进一步的设置。 4、测量结果分析 对于电压检测，稳定度非常重要。稳定度越高，说明系统检测也准确，误差也越小。因为LTC68022内部是12位的AD，检测步长是1.5mV，对检测电压保存三位小数，对12节锂离子电池的测量数据开展记录，测量结果如下表1。 对检测的电压值求方差，可以看到方差几乎为0，也就是说，检测电压比较稳定，而且检测精度较高。 5、结论 利用LTC68022检测串联电池组电压，单体电池串联数量多，电路构造简单，测量速度快，测量精度高，能满足一般的检测需求。另外，LTC6802.2是一款电池管理芯片，还具有温度保护功能，