ADuCM342适用于汽车系统的集成式精密电池传感器技术手册

概述

ADuCM342 是一款完全集成的 8kHz 数据采集系统，其中集成了双路高性能多通道 Σ-Δ 模数转换器 (ADC)、32 位 ARM^®^ Cortex ^™^ -M3 处理器和闪存。ADuCM342 具有 128kB 闪存/EE 存储器和 4kB 数据闪存。所有闪存和 SRAM 存储器上都有错误校正码 (ECC)。
数据表：*附件：ADuCM342适用于汽车系统的集成式精密电池传感器技术手册.pdf

ADuCM342 是一款适合在 12V 汽车电子应用中进行电池监控的完整系统解决方案。

ADuCM342 集成了需要的所有特性，可以在很宽的工作条件范围内精确智能地监控、处理和诊断 12V 电池参数，包括电池电流、电压和温度。

为了最大限度地减少外部系统组件，此套件直接由 12V 电池供电。片内低压差 (LDO) 稳压器可为两个集成式 Σ-Δ ADC 生成电源电压。ADC 可以精确测量电池电流、电压和温度，以表征汽车电池的健康状态和电荷状态。

该套件可依靠片内 16.384MHz 高频振荡器工作，后者可提供系统时钟，通过可编程的时钟分频器进行路由，从而生成内核时钟工作频率。该套件还包含 32.768kHz 振荡器，可实现低功耗运行。

模拟子系统包含具有可编程增益放大器 (PGA) 的 ADC，可对不同的电流和电压范围进行监控。模拟子系统还包含片内精密基准电压源。

ADuCM342 集成了一系列片内外设，可在应用中根据需要在内核软件控制下进行配置。这些外设包括一个串行端口接口 (SPI) 串行输入/输出通信控制器、六个通用输入/输出 (GPIO) 引脚、一个通用定时器、一个唤醒定时器和一个监控定时器。有关更多信息，请参阅 ADuCM342 硬件参考手册。

ADuCM342 专为要求低功耗工作的电池供电应用而设计。微控制器内核可配置为正常工作模式，当所有外设工作时，系统总功耗为18.5mA。通过直接编程控制也可将该套件配置为许多低功耗工作模式，此时功耗 <100 μA。

ADuCM342 还包括一个本地互连网络 (LIN) 物理接口，用于在汽车环境中进行单线高电压通信。LIN 收发器符合 LIN 2.2A 和汽车工程师协会 (SAE) J2602-2 标准。

该套件使用外部 3.6V 至 19V（在 VDD 上，引脚 26）电源电压，指定在 −40°C 至 +115°C 温度范围内工作，其他典型规格在 +115°C 至 +125°C 温度范围下测得。

本数据手册中的信息与硅型号 A60 有关。

ADuCM342 专为 ISO 26262 汽车安全完整性等级能力 C (ASIL C) 应用而开发，在 IC 组件级别支持 90% 的单点故障指标 (SPFM) 和 60% 的潜在故障指标 (LFM)。

ADuCM342 是低电磁发射和高电磁抗扰性套件。

特性

• 高精度 ADC
• 双通道同步采样
  • IADC 20 位 Σ-Δ（最大限度地减少范围切换）
  • VADC/TADC 20 位 Σ-Δ
• 4Hz 至 8kHz 的可编程 ADC 转换率
• 片内 ±5 ppm/°C 基准电压源
• 电流通道
  • 全差分缓冲输入
  • 可编程增益（4 至 512）
  • ADC 绝对输入范围：−200 mV 至 +300 mV
  • 具有电流累加器功能的数字比较器
• 电压通道
  • 适用于 12V 电池输入的缓冲型片内衰减器
• 温度通道
  • 外部和片内温度传感器选项
• 微控制器
  • ARM Cortex-M3 32 位处理器
  • 精度为 1% 的 16.384MHz 精密振荡器（高精度）
  • 支持数字码下载和调试的串行线调试 (SWD) 端口
• 适用于汽车的集成 LIN 收发器
  • LIN 2.2A 兼容目标，100 千波特快速下载选项
  • SAE J2602 兼容目标
  • 低电磁发射
  • 高电磁抗扰性
• 存储器
  • 128kB 可编程闪存/EE 存储器，ECC
  • 10kB SRAM，ECC
  • 4kB 数据闪存/EE 存储器，ECC
  • 10,000 次循环闪存/EE 耐久性
  • 20 年闪存/EE 保留
• 通过 SWD 和 LIN 实现电路内下载
• 片内外设
  • SPI
  • GPIO 端口
  • 通用定时器
  • 唤醒定时器
  • 监控定时器
  • 片内上电复位
• 电源
  • 直接使用 12V 电池电源工作
  • TA = −40°C 至 +115°C 时，典型功耗为 8mA (16MHz)
  • 低功耗监控模式
• 封装和温度范围
  • 32 引脚，6mm x 6mm LFCSP 封装
  • 全定工作温度范围为 −40°C 至 +115°C；其他规格参数在 115°C 至 125°C 温度范围下测得
• 通过 AEC-Q100 汽车应用认证
• ADuCM342WFS 专为 ISO 26262 汽车安全完整性等级能力 C (ASIL C) 应用而开发，在 IC 组件级别支持 90% 的单点故障指标 (SPFM) 和 60% 的潜在故障指标 (LFM)。

应用

• 汽车和轻型机动车辆的电池感应和管理
• xEV 中的辅助电池监控
• 工业和医疗领域电源的铅酸电池测量

框图

引脚配置描述

应用信息

设计指南

在开始ADuCM342在印刷电路板（PCB）上的设计和布局之前，建议设计人员熟悉以下准则，这些准则说明了特殊电路注意事项和布局要求。

电源与接地建议

• 将连接到ADuCM342的电容尽可能靠近器件引脚放置，使走线长度最短。
• 连接到33VDD、AVDD18引脚和DVDD18引脚的电容必须具有低等效串联电阻（ESR）额定值。
• 所有元件必须根据应用预期的温度范围进行相应的额定选型。

裸露焊盘散热建议

ADuCM342底部的裸露焊盘必须接地，以实现最佳电气和散热性能。建议用户将PCB上连续的敷铜平面连接到ADuCM342的裸露焊盘，并且该敷铜平面带有多个过孔，以实现尽可能低的热阻，便于热量通过PCB底部散发。建议这些过孔进行镀锡填充或封堵。

一般建议

• 强烈建议使用元件图3中给出的原理图。图18中所示的元件值已通过特性测试和评估，可实现ADuCM342的最佳性能。
• 将通用输入输出引脚（GPIO）配置为输入，并启用上拉电阻，以在关断模式下实现最低的电流消耗。
• 将ARM Cortex - M3处理器的时钟速度设置为满足应用要求所需的最小值。
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