基于LTC6803和NRF24L01的動力電池檢測系統(tǒng)

近年來興起的鋰離子電池性能優(yōu)良，適用范圍廣，具有良好的應(yīng)用前景。但由于成本以及壽命等問題，使得鋰離子電池的監(jiān)控和管理顯得尤為重要。一套合理的電池管理系統(tǒng)是減少電池成本、提升電能儲存裝置整體競爭力的關(guān)鍵因素。一般而言，電池管理系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測電池組工作狀態(tài)和估算電池組SOC的功能。以上兩點(diǎn)都離不開對電池單體電壓的實(shí)時(shí)監(jiān)測。目前鋰離子電池電壓檢測主要有門電路法和專用芯片采集法。

門電路法測電壓的塬理是應(yīng)用門電路開關(guān)切換電壓通道，結(jié)合模數(shù)轉(zhuǎn)換將電池電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并由主控器進(jìn)行處理。這種方法硬件成本通常較高，控制邏輯復(fù)雜，測量時(shí)間受門電路開關(guān)響應(yīng)時(shí)間限制。近年來LIneAr等公司相繼推出了用于電池組電池測量的專用芯片，使得工程上對電池組電壓的測量有了新的思路。

LTC6803介紹

LTC6803是第二代的完整電池監(jiān)視IC，內(nèi)置一個(gè)12位ADC、一個(gè)精準(zhǔn)型電壓基準(zhǔn)、一個(gè)高電壓輸入多路復(fù)用器和一個(gè)串行接口。每個(gè)LTC6803能夠測量多達(dá)12個(gè)串接電池或超級電容器的電壓。通過運(yùn)用一個(gè)獨(dú)特的電平移位串行接口，可以把多個(gè)LTC6803-1/LTC6803-3器件串聯(lián)起來（無需使用光耦合器或光隔離器），以監(jiān)視長串串接電池中每節(jié)電池的電壓。每個(gè)電池輸入具有一個(gè)相關(guān)聯(lián)的MOSFET電源開關(guān)，用于對過度充電的電池進(jìn)行放電。LTC6803-1在內(nèi)部將電池組的底端與V―相連。該器件的引腳與LTC6802-1兼容，從而提供了一款直接替代型的升級方案。LTC6803-3則把電池組的底端與V―分開，故而改善了第一節(jié)電池（cell1）的測量準(zhǔn)確度。

LTC6803提供了一種用于將電源電流減小至12μA的待機(jī)模式。此外，LTC6803還可從一個(gè)隔離型電源來供電，因而提供了一種將電池組吸收電流減小至零的方法。

LTC6803特點(diǎn)

可測量多達(dá)12個(gè)串聯(lián)電池的電壓

可堆疊式架構(gòu)

可支持多種電池化學(xué)組成和超級電容器

至相鄰器件的串行接口菊式鏈接

0.25%的最大總測量誤差

專門針對符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)

可在13ms完成一個(gè)系統(tǒng)中所有電池的測量

NRF24L01介紹

NRF24L01是由NORDIC生產(chǎn)的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM頻段的單片無線收發(fā)器芯片。無線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器和解調(diào)器。

NRF24L01特點(diǎn)

小體積，QFN204x4mm封裝

寬電壓工作范圍，1.9V~3.6V，輸入引腳可承受5V電壓輸入

工作溫度范圍，-40℃~+80℃

工作頻率范圍，2.400GHz~2.525GHz

發(fā)射功率可選擇為0dBm、-6dBm、-12dBm和-18dBm

數(shù)據(jù)傳輸速率支持1Mbps、2Mbps

低功耗設(shè)計(jì)，接收時(shí)工作電流12.3mA，0dBm功率發(fā)射時(shí)11.3mA，掉電模式時(shí)僅為900nA

126個(gè)通訊通道，6個(gè)數(shù)據(jù)通道，滿足多點(diǎn)通訊和調(diào)頻需要

增強(qiáng)型“ShockBurst”工作模式，硬件的CRC校驗(yàn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的地址控制

數(shù)據(jù)包每次可傳輸1~32Byte的數(shù)據(jù)

4線SPI通訊端口，通訊速率最高可達(dá)8Mbps，適合與各種MCU連接，編程簡單

可通過軟件設(shè)置工作頻率、通訊地址、傳輸速率和數(shù)據(jù)包長度

MCU可通過IRQ引腳塊判斷是否完成數(shù)據(jù)接收和數(shù)據(jù)發(fā)送