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ADUM1250在锂电池保护电路隔离中的应用

ADUM1250在锂电池保护电路隔离中的应用

一、概述:

蓄电池作为一种供电方便、安全可靠的直流电源广泛应用于电力、石化、通讯等领域,为获得较高的电压,常采用多节蓄电池串联工作方式。由于单体蓄电池特性的差异,在运行一段时间后,电池组中的个别电池性能变差,进而失效,造成电池组整体性能下降,导致整个系统的可靠性降低,因此有必要对蓄电池的运行状态进行监测。

我们以电池监测芯片DS2438为例,来重点讲一下ADUM1250在隔离1-wire总线时的应用。

二、传统的电路

                           图一、传统电池检测电路示意图

     上图所示是我们传统的电池检测电路,由于各监测板不共地,所以发送和接收的信号都需经光电耦合器6N135进行隔离,由于DS2438输出电流较小,不能驱动光电耦合器,故增加了驱动/缓冲器74LS07。DS2438的数据输出端DQ为漏极开路,所以增加上拉电阻R7。数字信号在传输过程中抗干扰能力强,提高了测量精度,各检测板并行工作,可以同时监测电池组中的各单体蓄电池的状态。但这在多串的电池保护中,无疑增加了电路的体积与成本。

三、ADUM1250

     ADuM1250/ADUM1251 是美国 ADI ( Analog device, inc )公司推出的一款无锁存双向传输的I2C、SMbus、PMbus、1-wire总线隔离器,支持热插拔。这消除了传统的光电隔离方案需把I2C 信号分为单独的接收或发送信号所带来的不必要麻烦。其原理如图二所示:

                       

四、电路对比图

下面我们对隔离部分的电路做一下对比,右图中使用2个高速光耦6N135来实现1-wrie总线的隔离。在这个电路里由于DS2438输出电流较小,不能驱动光电耦合器,故增加了驱动/缓冲器74LS07。这样子不仅增加了电路的体积,而且也增大了电路的功耗。                            

而我们使用ADUM1250却,仅仅需要一片,再配合几个电阻电容的使用。就可轻松的完成两串电池组的隔离,(上图仅为一串电池组的隔离电路)。如下图所示:

因为ADUM1250几乎不需要什么电流驱动,所以可以直接与电池检测芯片相连。而且其隔离两端均支持2.7V--5.5V工作电源,且具有电平转换功能。功耗仅为3.5mA---4.6mA。(此电路已在实际产品中应用)。

五、后记

曾经看到过一篇利用四通道数字隔离器来实现I2C隔离的文章,于是我认为利用双通道数字隔离器ADUM1201来实现1--wire总线的隔离也是可以的。欢迎对这方面有兴趣和有经验的朋友交流。

 

参考文章:

郭屹松 。《基于DS2438的智能电池检测系统设计》,北京石油化工学院院报,第16卷第3期、2008年9月。

ADI AN913 APPLICATION NOTE      ISOLATING I2C INTERFACE   BY Ronn  Kliger

苗增学:技术支持工程师(北京晶圆公司),现负责ADUM磁隔离芯片产品线技术支持工作。Mail:jerrymiao@adum.com.cn

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