近些年，在消費(fèi)類市場(chǎng)中使用鋰電池的應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越多，因此對(duì)于 BMS管理芯片的需求也是旺盛了好多年。

尤其是在滑板車，電動(dòng)工具以及一些電動(dòng)玩具市場(chǎng)中，低串?dāng)?shù)的 AFE 模擬前端芯片市場(chǎng)上品類非常少。

純硬件保護(hù)的 AFE 方案，國(guó)內(nèi)做的比較多，但是智能型的 AFE 國(guó)內(nèi)做的好的就鳳毛麟角了，目前國(guó)外主要是 ADI 和 TI 市場(chǎng)做的比較大，消費(fèi)類市場(chǎng)尤其是 TI 的 BQ769XX 系列，占據(jù)了絕大部分市場(chǎng)。

國(guó)產(chǎn)芯片方面，中穎在 AFE 方面的市場(chǎng)占有率可以說(shuō)僅次于 TI 了，但是在我的使用過程中還是出現(xiàn)了各種生產(chǎn)過程中的問題。

回想起 2018 - 2019 年芯片大缺貨的情形，我那時(shí)候設(shè)計(jì)的 BMS方案真的是恨不得一塊板子上設(shè)計(jì) 3 個(gè)以上的替換方案，因?yàn)?TI 的BQ76930供應(yīng)不上，我們不得已將 BMS 程序優(yōu)化到兼容 TI 和中穎的方案，同時(shí)將硬件設(shè)計(jì)也進(jìn)行了模塊化。

這幾天終于找到了一個(gè)和 TI 的 BQ76930 系列 P2P 的方案，這樣一來(lái)就再也不用做多設(shè)計(jì)融合了，直接換個(gè)芯片貼上去就可以進(jìn)行完美的備份了。

現(xiàn)在我們就來(lái)對(duì)比看一下這一款芯片 - CG861XX 系列。

CG861XX

CG861XX 系列同 TI 的 BQ76930 系列采用相同的架構(gòu)，最大能夠支持到 15 串鋰電池的管理方案，內(nèi)部同樣是三個(gè)芯片合封在一起的。

因此 CG861XX 可以作為 3-15 節(jié)串聯(lián)電池組監(jiān)控和保護(hù)解決方案的組成部分，通過芯片本身 I2C 接口后接主機(jī)控制，從而可以執(zhí)行多種電池組管理功能。

例如監(jiān)控(電池電壓、電池電流、電池溫度) 、保 護(hù)（控制充電/放電 FET）以及平衡功能。

CG861XX 芯片系列內(nèi)部集成的模數(shù)轉(zhuǎn)換 器（A/D）可實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組關(guān)鍵參數(shù)（電壓、電流/庫(kù)倫以及溫度）的純數(shù)字讀取， 并會(huì)在出廠制造過程中校準(zhǔn)處理，從而極大的方便了客戶的使用，滿足了各種不同應(yīng)用場(chǎng)合條件。

引腳對(duì)比：

既然是 pin 2 pin 替換，引腳肯定是一一對(duì)應(yīng)的，這樣才能夠?qū)ξ覀兊?PCB 設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)更友好，對(duì)于芯片的備貨和工藝生產(chǎn)也有利，避免了很多不必要的報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)。

均衡電流

均衡電流的對(duì)比中，不同點(diǎn)在于極限值的參數(shù)，CG861XX 的均衡電流要小一些，極限參數(shù)為 50mA，而 TI 的 BQ769XX 將這一參數(shù)標(biāo)到了 70mA， 但兩款芯片在持續(xù)工作下均衡電流最大值都標(biāo)到了 50mA，不知道是國(guó)產(chǎn)的不敢寫還是保守了，不過這個(gè)不影響我們?cè)O(shè)計(jì)使用，畢竟我們都會(huì)做降額設(shè)計(jì)。

▲?CG861XX

▲ BQ769XX

功耗的對(duì)比

功耗對(duì)比上，從參數(shù)表總體來(lái)說(shuō)還是 TI 的略勝一籌，不過這個(gè)還是要在實(shí)際電路板上進(jìn)行測(cè)試才行。

▲ BQ769XX

▲ CG861XX

庫(kù)侖計(jì) ADC

16bit 庫(kù)侖計(jì) ADC 參數(shù)對(duì)比幾乎一樣，這一項(xiàng)對(duì)于我們軟件算法至關(guān)重要，我們需要速度更快，精度更高的電流檢測(cè)來(lái)對(duì)電池的 SOC 和 SOH 進(jìn)行估算。同時(shí)也需要這些電流參數(shù)進(jìn)行整個(gè) BMS 系統(tǒng)的過流和短路的保護(hù)觸發(fā)。

▲ CG861XX

▲ BQ769XX

電壓采樣 ADC

14bit 的電壓采樣ADC ，CG861XX 的參數(shù)更好一些，在不同的溫度范圍內(nèi)，精度控制的更優(yōu)，在消費(fèi)類的電子設(shè)備中，其實(shí)都足夠用了。

▲ CG861XX

▲?BQ769XX

綜合看起來(lái)，這兩個(gè)芯片的大致參數(shù)都是一致的，其中的寄存器相關(guān)定義也基本一致，因此軟件方面的兼容性也是非常適合做備份的。

開啟備份設(shè)計(jì)方案

于是我迫不及待的開始了 BMS的設(shè)計(jì)，暫時(shí)使用了一個(gè)武漢芯源的 CW32L031 作為主控 MCU 進(jìn)行設(shè)計(jì)，CW32L031 是一個(gè)性能非常棒的 M0 內(nèi)核的低功耗控制器。

原理圖部分分成了三個(gè)塊：AFE，MCU，保護(hù)回路。

AFE 部分

MCU 部分

保護(hù)回路

需要完整原理和芯片資料的網(wǎng)友可以私信我哦。

接下來(lái)差不多花兩天時(shí)間做一下 layout 就可以發(fā)版了，然后就開始移植程序。