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[收藏]储能及数字电源里的电流测量原理及芯片

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发布:xiaocheng 来源:
PostTime:27-8-2023 10:27
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储能及数字电源里的电流测量原理及芯片

以下为文章全文:(本站微信公共账号:cartech8)


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针对高压储能,及新能源汽车OBC单元,发现电压采样及电流采样都是标准配置;



1

应用场景 - 高压BMS及OBC为例

我们看一下储能及OBC里面的电流测量电路及功能

储能:为了实现SOC算法,必须要采样电流

OBC:为了实现电流环的控制,比如PFC的CCM(Continous Current Mode)就是控制电流



汽车BMS里面,也有采用隔离霍尔方式的,用的较多的是LEM DHAB





2

不同类别的电流检测方案

如下图,是常见的电流检测方案,以及方案的优劣势



不同类别的方案适合不同的场景,电阻测量方式因为其简单,低成本,应用最广泛,但是其本身是非隔离的,且电阻会产生热,热又会影响精度,因此设计时一般对后面的调理电路及布局走线会有更高的要求;

霍尔检测本身是隔离的,但是其精度一般较低,因此对于小电流检测应用就不合适;在BMS里面,霍尔检测一般作为备份检测方式(保证功能安全一般会采取两种方式)

3

电流测量电路注意实现

第一节可以看到,BMS和OBC中,基于具体需求,采用了3种不同的电流采样方式;在设计电流采样电路时候,一般需要考虑如下的问题


  • 测量的电流范围及精度


比如新能源汽车的电池,需要检测放电电流和充电电路,电流范围很宽,一般在-300A~300A范围;且为了保障SOC的精度,电流测量精度也要求高,一般2%以内;




  • 是否需要隔离:


基于安全考虑,采样电路和主控电路之间,是否需要隔离?比如OBC里面的PFC和LLC的电流检测,都采用了隔离的方式;




  • 电流的频率

    比如新能源汽车的充放电电流,虽然大,但是频率不高,结合其他考虑一般采用分流器+霍尔的方式检测;OBC里面的LLC,因为开关频高,因此选择了电流互感器的方式;



3

常见的电流检测芯片



目前,成熟量产的方案以国外大厂的为主,如上图,如AS8510,MM9Z1J648,LTC2949,MLX91208,ACS724;

其中NXP的MM9Z1产品,这里不是作为通用BMS AFE,而是作为高压PACK的采样监控IC;



目前也有一些国产替代的方案在积极导入,


  • 类比半导体的CSA240,CSA241;

  • 成都芯进的CC2620;

  • 纳芯微的霍尔传感器 NSM2011,NSM2012,NSM2013;

  • 意瑞半导体的CH704;


  • 中科阿尔法的AH950;













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引用 ghl137 29-8-2023 15:46
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