飛思卡爾推出應用於汽車電池監控的智慧型感應器
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2011-03-11 00:00
前言:
飛思卡爾半導體早前公佈MM912J637智慧型電池感應器(IBS),這是一款能夠在嚴苛的車體內運轉環境下精確測量鉛酸式電池的電壓、電流及溫度、並計算出電池狀態的裝置。由於外界油電混合車輛的數目及車內的電子控制內容都不斷增加,再加上往復式啟動系統(start-stop systems)的出現,精確診斷電池參數的能力也變得日益重要。
MM912J637 IBS為設計師提供了紮實而超值的解決方案,能夠精確地測量車內或工業應用的電池關鍵數據。該元件將S12微控制器和SMARTMOS類比控制積體電路整合了在單一封裝解決方案當中,大幅減少應用線路板空間。MM912J637 IBS的設計可滿足最嚴格的汽車標準,包括靜電放電、電磁相容性、以及零缺陷的品管等級。它完全符合AEC-Q100汽車品管標準,操作溫度從攝氏零下40°到攝氏125°,並為目標應用提供低功率損耗。其尺寸精巧,僅有7 x 7毫米的QFN封裝,並使用wettable flanks技術,便於在組裝時可以目視檢查。
在今日的車輛上,與日俱增的電氣負荷對於電池形成了嚴重挑戰。由於電氣系統造成的車輛故障,通常都肇因於鉛酸電池,因此只要能確實掌握電池的狀態,就可以避免問題。電池必須具備充足的能量,才能夠發動引擎,並兼任被動式能源,以支援油電混合車的新功能,像是往復式啟動、以及智慧型交流發電機控制等等。此外,IBS本身的能源損耗也必須盡量降低,才能確保能源效益。
飛思卡爾類比、混合訊號與能源部門副總裁暨總經理Gavin Woods表示:「由於油電混合及電動車的電力驅動部分越來越多,再加上往復式啟動系統的出現,因此要能夠隨時精確監測車輛電池,尤其是要能在車內的嚴苛環境下進行。我們提供業界第一款完全符合汽車需求的超值解決方案,有助於精確監測重要的電池數據,再提供給車內其它系統及駕駛人做參考,讓駕駛人安心並掌握電池狀態。」
飛思卡爾完全整合的電池監視裝置,透過區域互連網路(local interconnect network,LIN)相互溝通。它包括一組雙通道、16位元的類比對數位轉換器(ADC),可同時測量電池電壓及電流,另有一組獨立的16位元ADC可測量溫度。即使在最惡劣的環境下,IBS也能夠以高解析度精確監控,進而準確預估電池健康狀態、充電狀態、以及功能是否正常。汽車專用的LIN網路可定期或是視需求傳遞這些參數。
MM912J637透過電池負極的外部分流電阻支援精確的電流測量,另透過正極的串聯電阻精確測量電池電壓。內建附掛在電池上的溫度感應器,則可準確地測出電池溫度。
MM912J637 IBS的特性:
電池電壓測量
• 專屬的16位元二階ΣΔ ADC,完整測量範圍3.5至28伏特,精確度百分之0.15,範圍5.18伏特
• 同步取樣電流通道
• 與電流測量共享的可程式化訊號濾波
差異式電池電流測量
• 專屬的16位元二階ΣΔ ADC,內含可程式化增益放大器,具備八種可程式化的增益因子
• 增益控制區塊,可自動調整增益
• 測量範圍可達+/-2000A,精確度5mA,解析度1mA
溫度測量
• 內部晶片內建溫度感應器
• 具備抗失真過濾器的專屬16位元ADC
• 精確度:+/-2K (攝氏零下20°至攝氏60°)與+/-3K (攝氏零下40°至攝氏125°)
正常與低功率模式
• 低功率模式時可透過32位元蓄電器整合電流
• 低功率模式時的可程式化電流臨界值偵測
• 可程式化的喚醒計時器、LIN觸發式喚醒
先進的系統層級管理
• 內部震盪器,精確度達到百分之1
• 可透過LIN 2.1、LIN 2.0介面快速模式通訊,以便透過LIN快閃寫入程式
• 高效能、16位元的S12 CPU (32Mhz、128k快閃記憶體、6k RAM、4k資料快閃記憶體)
• 快速、晶圓對晶圓匯流排介面,緊密整合類比IC登錄器與MCU登錄器對應,並具備自動同步及錯誤偵測
操作條件
• 周邊操作溫度:攝氏零下40° < Ta < 攝氏125°
• 接點操作溫度:攝氏零下-40° < Ta < 攝氏150°
供貨方式
飛思卡爾的MM912J637智慧型汽車電池感應器已有樣品供應,預計於2011年9月量產。評估套件與軟體工具亦已面世。