Texas Instruments ADS131B24-Q1高压电池组监视器是用于汽车电动汽车 (ev) 电池管理系统 (BMS) 的完全集成监视器。ADS131B24-Q1集成了两个同步采样、高精度、24位ADC通道（ADC1A、ADC1B），可使用外部分流电阻器以高分辨率和精确度冗余测量电池电流。两个独立的数字比较器可实现与两个ADC并联的快速过流检测。

数据手册：*附件：Texas Instruments ADS131B24-Q1高压电池组监视器数据手册.pdf

另外两个多路复用16位模数转换器通道（ADC2A、ADC2B）可用于使用外部高压电阻分压器测量系统中的分流温度和其他电压，例如电池组电压。使用外部温度传感器（例如热敏电阻或模拟输出温度传感器）测量分流温度。每个ADC均配有通道序列器，可自动通过配置的多路复用器输入来减少SPI上的通信。

该器件集成了诸多监控和诊断功能，可缓解和检测随机硬件故障，从而帮助开发功能安全的BMS。输入范围高达16V的内部线性稳压器，支持使用非稳压直流/直流转换器为器件供电。Texas Instruments ADS131B24-Q1采用48引脚HTQFP封装，额定汽车级温度范围为-40°C至+105°C。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
  • 温度等级1（-40°C至+125°C，T A ）
• 符合功能安全标准
  • 开发用于功能安全应用
  • 可提供文档，协助ISO 26262功能安全系统设计（高达ASIL D）
  • 系统能力高达ASIL D
  • 硬件能力高达ASIL D
• 两个同步采样24位ADC（ADC1A、ADC1B），用于电流分流测量
  • 可编程满量程范围
    • ±39mV至±312.5mV
    • 支持各种分流电阻器值和电流测量范围
  • 实现高精度电流分流测量
    • 失调误差：±1.5μV（最大值）
    • 增益漂移：20ppm/°C（最大值）
  • 可编程数据速率：500SPS至64kSPS
  • 每个ADC具有可编程阈值的数字过流比较器，用于快速过流检测
• 两个多路复用16位ADC（ADC2A、ADC2B），用于电压和温度测量
  • 每个ADC八个模拟输入
  • 可编程满量程范围：±312.5mV至±1.25V
  • 通道序列器
• 监控和诊断功能，可减少和检测随机硬件故障
• 电源电压范围：2.9V至16V
• SPI兼容接口
• 九个GPIO，具有PWM功能

EV BMS电池组监视器系统框图

德州仪器ADS131B24-Q1高压电池组监视器技术解析

一、产品概述

德州仪器(TI)的ADS131B24-Q1是一款专为汽车高压电池管理系统(BMS)设计的高精度电池组监视芯片。该器件通过AEC-Q100汽车级认证，工作温度范围为-40°C至+125°C，支持功能安全应用开发，文档支持可达ASIL D级别。

二、关键特性

1. ‌高精度ADC通道‌：
   • 2个24位同步采样ADC(ADC1A/ADC1B)用于电流检测
   • 2个16位多路复用ADC(ADC2A/ADC2B)用于电压和温度测量
   • 可编程数据速率：500SPS至64kSPS
2. ‌过流检测‌：
   • 每个ADC配备独立数字过流比较器
   • 可编程阈值实现快速过流检测
3. ‌功能安全特性‌：
   • 系统能力支持ASIL D级别
   • 硬件能力支持ASIL D级别
   • 集成多种监测和诊断功能
4. ‌电源管理‌：
   • 宽电源电压范围：2.9V至16V
   • SPI兼容接口
   • 9个具有PWM能力的GPIO

三、技术细节解析

1. 电流测量系统

ADS131B24-Q1集成了两个24位ΔΣ ADC(ADC1A和ADC1B)，专门用于通过外部分流电阻测量电池电流。关键特性包括：

• 可编程全量程范围：±39mV至±312.5mV
• 最大偏移误差：±1.5μV
• 最大增益漂移：20ppm/°C
• 支持宽范围分流电阻值和电流测量范围

2. 电压和温度测量系统

两个16位多路复用ADC(ADC2A和ADC2B)用于系统电压和温度测量：

• 8个模拟输入通道
• 可编程全量程范围：±312.5mV至±1.25V
• 集成通道序列器简化测量流程

3. 电源架构

器件采用创新的电源设计：

• 内置线性稳压器(AVDD和IOVDD LDO)
• 支持4V至16V输入电压范围
• 可为外部电路提供有限电流(如数字隔离器供电)

4. 诊断与监控功能

ADS131B24-Q1集成了全面的诊断功能：

• 电源欠压/过压/振荡监测
• 时钟监测(主时钟和诊断时钟)
• 寄存器/存储器映射CRC校验
• 温度传感器监测
• 开路检测电流源/汇

四、典型应用

该器件主要面向汽车电池管理系统(BMS)应用：

1. 电流分流测量
2. 通过外部电阻分压器进行电压测量
3. 使用热敏电阻或模拟输出温度传感器进行温度测量

五、封装信息

器件采用48引脚HTQFP封装(PHP)，封装尺寸为9mm × 9mm，包含裸露焊盘以增强散热性能。

六、技术优势

1. ‌高集成度‌：单芯片集成多路高精度ADC和必要的外围电路
2. ‌功能安全‌：完备的诊断功能满足汽车ASIL D要求
3. ‌灵活性‌：可编程参数适应不同应用场景
4. ‌可靠性‌：汽车级认证确保恶劣环境下的稳定工作

ADS131B24-Q1代表了当前电池管理系统监测芯片的技术前沿，其高精度测量能力和丰富的安全特性使其成为电动汽车BMS设计的理想选择。