【应用】集成LDO和看门狗复位功能的汽车级电源芯片助力BMS电源管理

2017-09-22 世强 在路上

电池管理系统BMS,主要实现对电池的参数如电压、电流、温度等进行检测,同时实现SOC估算,绝缘检测,均衡管理,保护,与车上其他系统进行通信等功能。其系统框图如下图1所示:


图1:电池管理系统BMS组成框图


电源模块部分为BMS的其他模块提供所需要能量(正常工作电压和电流);时钟是主控MCU的心脏,有了心脏的跳动(主时钟频率),主控MCU才能运行程序、实现算法,控制其他各个模块。而看门狗复位电路,则实现在系统受到干扰,程序指针跑飞的时候,让系统重新复活的功能。所以有一款好的电源芯片是非常重要的。


电源模块一般采用DC/DC和LDO来做,看门狗复位电路有的是采用主控芯片内部的看门狗定时器来做,也有独立外置的看门狗复位芯片。而将两者做到一起的,则是比较少见的。


这里介绍一款理光的集成LDO和看门狗复位功能的汽车级电源芯片R5110S(通过AEC-Q100认证),该芯片基于高压CMOS工艺技术,具有高精度(在全工作温度范围-40到125度内,保持1.5%)、超低工作电流(25uA)和电压的特性。其内部由电压调制器、电压检测器和正常/窗口型看门狗定时器组成。这样单颗芯片就可以实现系统供电、电压监测和系统错误监测功能。


R5110S的电压调整器可以提供500mA的电流输出,输出电压范围可从1.8V到5V。其输入电压范围可从3.5V到36V,最高瞬时可达50V。其内部的浪涌电流保护电路,对典型值400mA或更小的上升脉冲进行限制。同时内建有过流和短路保护电路、过温关断保护电路。这些特性,对于BMS系统来讲,都是非常重要的。


R5110S的电压检测器,当检测到供电电压减小(SENSE/VOUT),输出一个复位信号,该复位信号可让系统复位。这个检测的电压值(1.6V到5.5V)在芯片内部是固定的,延迟时间可以通过一个外部电容进行调节,这是因为电压检测器内置有一个释放延迟电路(上电复位电路),当供电电压高于释放输出电压时,电压检测器在延迟时间(最大242mS)内维持复位状态。其RESETB和DOUT是N沟道开漏输出的,另外R5110Sxx2C和R5110Sxx2D(检测器带SENSE引脚)有一个手动复位引脚。


R5110S的看门狗定时器检测微处理器输出的脉冲,除了正常的看门狗定时器(R5110Sxx1A/R5110Sxx2C)能输出复位信号外,当检测到脉冲周期大于正常时,也能输出复位信号。R5110S支持的窗口型看门狗定时器(R5110Sxx1B/R5110Sxx2D),当检测到脉冲周期过小或过大时,也可输出复位信号。R5110Sxx1A/R5110Sxx1B的RESETB引脚作为输出复位信号;R5110Sxx2C/R5110Sxx2D的WDO引脚输出低电平作为复位信号,WDO的输出类型是N沟道开漏输出。另外,R5110Sxx2C和R5110Sxx2D有一个禁止(INH)引脚,能够停止看门狗定时器的监测功能。这个看门狗定时器的时间输出周期也是可通过外部的电容调节的。


对于R5110Sxx1A/B,采用HSOP-8E封装,而R5110Sxx2C/D则采用HSOP-18封装。可根据实际的BMS需求,从PCB面积、功能强弱、以及成本来综合考虑来选择。


下图2和图3分别为是R5110Sxx1A/B和R5110Sxx2C/D的内部结构框图和应用电路图:


图2:R5110Sxx1A/B,R5110Sxx2C/D内部结构框图


图3:R5110Sxx1A/B,R5110Sxx2C/D应用电路


结语:在BMS系统上,选用R5110S系列的复合功能的LDO,相对来讲,可以减小PCB的面积,降低布局布线难度,提高BMS系统的可靠性。同时从成本来讲,也比采用单独的LDO和看门狗复位芯片更有优势。如需R5110S的样品和相关资料,请与世强联系或通过世强元件电商APP搜索购买和下载。


相关技术文档:
Ricoh R5110S系列应用于汽车市场的看门狗定时器数据手册 详情>>>


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  • luose Lv7 . 资深专家 2017-10-18
    不错,学习了
  • yuyu Lv7 . 资深专家 2017-09-26
    不错,资料很好!
  • 用户79903322 Lv7 . 资深专家 2017-09-22
    集成度高
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