AN49503A芯片手册中文版.pdf

发布时间：2022-06-14 发布人：admin 分类：说明书资料大小：5.00M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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特点

应用

第 1 章概述

1.1 推荐电路

1.2 电气特性

1.2.1 极限参数

1.2.2 功率消耗

1.2.3 推荐工作条件

1.2.4 电气特性

1.3 引脚配置

1.4 引脚功能

1.5 功能框图

第 2 章电池连接

第 3 章运行模式

3.1 运行模式概述

3.1.1 活跃模式

3.1.2 待机模式

3.1.3 关机模式

3.1.4 状态图

3.2 控制寄存器

3.2.1 运行模式控制寄存器

第 4 章 5V LDO

4.1 5V LDO

4.2 控制寄存器

4.2.1 寄存器

第 5 章充电(CHG)/放电(DIS)FET控制

5.1 CHG/DIS FET 控制描述

5.2 控制寄存器

5.2.1 充电(CHG)/放电(DIS) FET 控制寄存器

第 6 章通用高电压输出 (GPOH1/2)

6.1 通用高电压输出描述

6.2 控制寄存器

6.2.1 寄存器

6.3 报警发生时的操作

6.4 GPOH 状态标志

第 7 章通用输入输出 (GPIO1~6)

7.1 通用输入输出描述

7.2 控制寄存器

7.2.1 寄存器

7.3 GPIO引脚输入和输出配置

7.3.1 GPIO引脚输入和输出配置

7.3.2 设置示例

第 8 章电芯均衡

8.1 电芯均衡描述

8.2 控制寄存器

8.2.1 寄存器

8.2.2 电池均衡流程

第 9 章电压测量

9.1 电压测量描述

9.1.1 电压测量

9.1.2 电压测量和时序

9.2 控制寄存器

9.2.1 寄存器

9.3 电池电压测量

9.3.1 电池电压测量设定程序

9.3.2 电池电压转换表

9.4 VPACK 电压测量

9.4.1 VPACK 电压测量设置步骤

9.4.2 VPACK 电压转换表

9.5 GPIO1/2 电压测量

9.5.1 GPIO1/2电压测量设定步骤

9.5.2 GPIO1/2 电压转换表

9.6 TMONI1~5 电压测量

9.6.1 TMONI1〜5 电压测量设定步骤

9.6.2 TMONI1~5 电压转换表

9.7 VDD50 电压测量

9.7.1 VDD50 电压测量设置步骤

9.7.2 VDD50 电压转换表

9.8 使用引脚 TMONI1~5 进行温度测量

9.8.1 使用引脚 TMONI1~5 进行温度测量的步骤

9.8.2 TMONI 引脚内部上拉电阻的计算步骤

第 10 章 SRP/SRN 电流测量 (高速 / 低速)

10.1 SRP/SRN电流测量(高速/低速)

10.1.1 SRP/SRN电流测量(高速/低速)

10.1.2 高速(HS)电流测量时序

10.1.3 低速(LS)电流测量时序

10.2 控制寄存器

10.2.1 寄存器

10.3 SRP/SRN电流测量设置步骤

10.3.1 SRP/SRN 电流(高速)测量设置步骤

10.3.2 SRP/SRN 电流(低速)测量设置步骤

10.3.3 SRP/SRN 电流测量转换表

第 11 章监测和保护功能

11.1 功能描述

11.2 保护控制寄存器

11.2.1 保护控制寄存器列表

11.3 异常检测

11.3.1 电芯电压异常

11.3.2 电流异常检测

11.3.3 CVDD 欠电压检测

11.4 ALARM1/2 引脚

11.5 状态处理

11.6 控制输出

11.6.1 CHG/DIS 引脚输出

11.6.2 GPOH1/2 引脚输出

11.6.3 GPIO1/2 引脚输出

11.7 发生报警时控制输出的示例

11.7.1 发生 OV 报警时 CHG / DIS 控制流程

11.7.2 发生 OCC 报警时 CHG / DIS 控制流程

第 12 章开路检测

12.1 开路检测的描述

12.2 控制寄存器

12.2.1 开路检测控制寄存器

12.3 开路检测流程

第 13 章 SPI 通信接口

13.1 SPI 通信接口描述

13.2 控制寄存器

13.2.1 寄存器

13.3 通信模式

13.3.1 数据写入（2 字节）

13.3.2 数据读取（2 字节）

13.3.3 连续阅读（2 字节 * M）

13.4 通信时间

13.5 通信错误

13.6 看门狗定时器

13.7 通信关控制

第 14 章寄存器

14.1 寄存器描述

14.1.1 写保护寄存器（R / WL 寄存器）

14.2 控制寄存器

14.3 控制寄存器详情

第 15 章引脚配置图

封装信息

重要提示

产品标准 AN49503A 工业电池监控芯片特点 AN49503A 是带有保护功能的电池监测芯片。内置了高分辨率的 ADC，AN49503A 能够准确测量电池电压和电流水平。通过 SPI 串行接口，微控制器（MCU）能够读取 AN49503A 的状态和测量结果。报警引脚可以将过压（OV），欠压（UV），过流（OC）和短路（SC）等异常情况向 MCU 发出警报。 AN49503A 可以支持多达 16 个串联电池或 85V 最大电压的应用，适用于电动自行车，UPS 等高输入电压应用。  最大支持串联 16 个电池  10mV 测量精度，14 位电压 ADC，单元电压，5 通道模拟输入测量  内置 16 位低速电流测量 ADC（库仑计数器）和高速电流测量 ADC  低端分流检测电阻，用于电流测量和监测  2 个中断引脚 ADIRQ1，ADIRQ2 用于电压测量和电流测量  操作模式 - 主动（活跃），待机和关机模式  SPI 串行通信接口高达 1MHz 时钟，带 CRC 码校正和看门狗定时器  内置 ALARM 引脚，用于过压，欠压，过流和短路检测和保护功能  内置电池均衡 MOSFET，支持外部电池均衡 MOSFET 操作  6 通道通用 GPIO 和 2 通道高压输出  高端充电（CHG）和放电（DIS）N-ch FET 驱动器，内置电荷泵和 FETOFF 控制引脚  50mA 5VLDO  封装:LQFP080-P-1414FZ 应用电动自行车，助力自行车，UPS，服务器备份系统，动力工具，电能存储系统等注：当汽车级法规应用于电动自行车时，该芯片可能无法满足功能安全性要求。此时，可以考虑使用我们的汽车级芯片。 1 /143

目录  第 1 章概述  第 2 章电池连接  第 3 章操作模式  第 4 章 5V LDO  第 5 章 DIS / CHG FET 控制  第 6 章通用高压输出 (GPOH1/2)  第 7 章通用输入输出 (GPIO1~6)  第 8 章电芯均衡  第 9 章电压测量  第 10 章电流测量  第 11 章监测和保护  第 12 章打开检测  第 13 章  第 14 章寄存器  第 15 章引脚配置图  封装信息  重要提示 SPI 通信接口产品标准 AN49503A 3 ………………………… 17 ………………………… 18 ………………………… 22 ………………………… 23 ………………………… 25 ………………………… 27 ………………………… 31 ………………………… 35 ………………………… 55 ………………………… 62 ………………………… 80 ………………………… 86 ………………………… ………………………… 92 ………………………… 134 ………………………… 142 ………………………… 143 2 /143

第 1 章概述 1.1 推荐电路将电路连接到 VDD50 时，请注意以下。・直接向 VDD50 引脚增加 1nF 以上的电容。・当需要 1nF 以上的电容时，请使用 2Ω电阻。总设计电容为 6uF 至 16uF。产品标准 AN49503A 注：推荐电路只是一个例子，没有进行批量生产验证。大批量生产的设计需要充分的评估和验证。将上述说明的应用电路纳入生产中产生的问题由客户完全负责。 3 /143

产品标准 AN49503A 1.2 电气特性 1.2.1 极限参数参数供电电压工作温度贮存温度输入电压范围输出电压范围输出电流范围引脚间允许电压符号 VVBAT VCVDD Tj Tstg C16 Cn (n=1～15) C0 SEN, SCL, SDI, FETOFF STB, GPIOn (n=1～6) 范围 -0.3 ～ 99 -0.3 ～ 6.5 -40 ～ 125 -55 ～ 125 -0.3 ～ VBAT+1.2 -0.3 ～ VBAT+0.3 -0.3 ～ 6.5 -0.3 ～ VCVDD+0.3 TMONIn (n=1～5), -0.3 ～ VVDD50+0.3 SRP.SRN VPC SHDN -0.5 ～ 2.0 -0.3 ～ 99 -0.3 ～ 6.5 ALARM1,SDO,NRST -0.3 ～ VCVDD+0.3 VDD50 GPOHn (n=1～2) ALARM1,SDO,NRST GPIOn (n=1～6) Cn - Cn-1 (n=1～16) -0.3 ～ 6.5 -0.3 ～ 99 -6.0 ～ +6.0 (-12.0 ～ +12.0) -0.3 ～ 11 单 V V V V V V V V V V V V V mA V 备注 *1 *1 *2 *2 *3 *3 *4 *4 *5 *6 Note) 如果受到高于上述极限参数的条件的影响，本产品可能会造成永久性损坏。该额定值是最大额定值，并且在此范围内运行的设备不能保证正确，因为它高于我们所述的推荐工作范围。长时间受极限参数影响时，产品的可靠性受到影响。不要将外部电流和电压施加到未特别提到的引脚上。 *1 : 不超过上述绝对最大额定值和功耗的情况下的值。 *2 : 除了功耗、工作环境温度和存储温度，所有参数范围都是在 Ta = 25 C 的情况下。 *3 : (VBAT+0.3) 和 (VBAT+1.2) 不得超过 99V。 *4 : ( VCVDD + 0.3 )，( VVDD50 + 0.3 ) 不得超过 6.5V。 *5: ﹢极性是从引脚流向外部的方向，-极性是从外部流向引脚的方向。 *6: 这是在 I/O 的输出驱动能力设置为 2mA 市的额定电流。括号里的值是通过寄存器设置增加 I/O 输出驱动能力时的额定电流。 4 /143

产品标准 AN49503A 1.2.2 功率消耗封装 LQFP080-P-1414FZ θj-a 55.5 C/W θj-c 7.2 C/W PD（Ta=25℃） PD（Ta=105℃） 1.80 W 0.36 W 注：实际使用时，请参考包装规范中的 PD-TA 特性图，按照电源电压，负载和环境温度条件进行设计，以确保有足够的裕度和热设计不超过允许值。警告虽然该集成电路内置 ESD 保护电路，但如果处理不当，仍可能造成永久性损坏。因此，建议采取适当的 ESD 预防措施，以避免对 MOS 管的静电破坏。 1.2.3 推荐工作条件参数供电电压范围输入电压范围运行环境温度引脚名称 VVBAT VCVDD Cn - Cn-1 (n=1～16) SEN, SCL, SDI TMONIn (n=1～5) GPIOn (n=1～6) SRP,SRN VPC SHDN Taopr Min. 12.5 3.0 0 0 0 0 -0.18 0 0 –40 Typ. 59.2 5.0 — — — — — — — 25 Max. 85 5.5 5.0 VCVDD 5.0 VCVDD 0.18 85 VVDD5 105 单位备注 V V V V V V V V V ℃ 5 /143

产品标准 AN49503A 1.2.4 电气特性在 VVBAT = VVPACK = 59.2 V , VCVDD = 5.0V 情况下注: 除非另有说明，运行环境温度为 Ta = 25℃±2℃ 参数符号条件限值 Typ Max Min 单位备注供电电流 VBAT 活跃模式 VBAT 待机模式 VBAT 关机模式 5VLDO VDD50 输出电压 VDD50 驱动电流 VDD50 驱动电流电池均衡控制输出 (CBn) 输出阻抗 IBAT1 IBAT2 IBAT3 5VLDO : 低功耗库伦计数器: 关 FDRV : 间歇通信 : 关 VVDD IVDD1 正常模式 IVDD2 低功耗模式 — 3.1 — 0.15 3.9 mA 0.30 mA 0 — 1 A 4.75 0 0 5.0 — — 5.25 V 50 mA 5 mA ZCB ⊿Cn = 3.0V ～ 5.0V — 12.5 20  6 /143

在 VVBAT = VVPACK = 59.2 V , VCVDD = 5.0V 情况下注: 除非另有说明，运行环境温度为 Ta = 25℃±2℃ 参数符号条件电池电压监控器输入电压范围电压分辨率电压精度转换时间电芯测量输入电流输入漏电流过欠压检测器 (OV / UV) OV 检测门限调节步长 UV 检测门限调节步长电池包 VPACK 电压监控器输入电压范围电压分辨率电压精度 TMONI1-5 电压监控器输入电压范围电压分辨率电压精度输入上拉电阻输入上拉电阻温度系数过热关机关机门限 ΔCn Cn - Cn-1 (n=1～16) VRES 14bits VACC_VC ΔCn = 2.0V ～4.3 V Ta = –30℃ ～ 65℃ tconv 每节电芯的转换时间 IIN 活跃模式 ILK 关机模式 VACC_OV 2.0～4.5V@6bit VACC_UV 0.5～3.0V@6bit VIN VRES 14bits VACC_ VPACK VVPACK = 12.5V ～72V Ta = –30℃ ～65℃ VIN VRES 14bits VACC_VC VIN = 0.4～4.7 不使用上拉电阻 Ta = –30℃ ～65℃ RPU RTPU Ta = –30℃ ～65℃ TSD2 Tj Min 0 -— –10 — –5 –1 — — 0 — –1 0 — 产品标准 AN49503A 限值 Typ Max 单位备注 5 — V 0.3 — mV *1 mV 10 — 5 1 — 50 — — 50 50 s *1 A A — mV — mV *1 *1 85 — V 6.1 — mV V 1 — 5 — V 0.3 — mV *1 *1 –10 — 10 mV kΩ *3 % 7 –1.0 150 10 — 175 13 1.0 200 C *2 *3 *1 : 这是设计的中心值。 *2 : 当发生过热关机时，所有电路均被关断。按照唤醒（到活跃模式）顺序重新启动。 *3 : 这是设计值。没有进行检验。 7 /143

产品标准 AN49503A 在 VVBAT = VVPACK = 59.2 V , VCVDD = 5.0V 情况下注: 除非另有说明，运行环境温度为 Ta = 25℃±2℃ 参数符号条件限值 Typ Max Min 单位备注低速电流监测器 (SRP,SRN) 输入电压范围电压分辨率电压精度 1 电压精度 2 电压精度 3 高速电流监测器 (SRP,SRN) 输入电压范围电压分辨率电压精度 1 电压精度 2 电压精度 3 电流保护装置 (SRP,SRN) 充电过流检测精度 1 充电过流检测精度 2 充电过流检测精度 3 放电过流检测精度 1 放电过流检测精度 2 放电短路电流检测精度 1 放电短路电流检测精度 2 VIN = 100mV VIN VRES 16bits VACC_ IMONI VACC_ IMONI VACC_ IMONI VIN = 10mV VIN = 1mV VIN = 100mV VIN VRES 15bits VACC_ IMONI VACC_ IMONI VACC_ IMONI VIN = 10mV VIN = 1mV -180 — — 5.493 — 180 mV V *1 -1000 — 1000 V -150 — 150 V *2 -25 — 25 V *2 -180 — — 10.99 — 180 mV V *1 -1000 — 1000 V -150 — 150 V *2 -50 — 50 V *2 VCP_OCC 检测阀值 10mV VCP_OCC 检测阀值 20mV - 100mV VCP_OCC 检测阀值 100mV - 200mV VCP_OCD 检测阀值 25mV - 100mV VCP_OCD 检测阀值 100mV - 800mV VCP_SCD 检测阀值 50mV - 100mV VCP_SCD 检测阀值 100mV - 800mV -5 –10 –10 –10 –10 –10 –10 *2 *2 *2 *2 *2 *2 *2 mV mV % mV % mV % 5 10 10 10 10 10 10 — — — — — — — *1 : 这是设计的中心值。 *2 : 这是设计验证值，没有经过检验。 8 /143

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