杭州高特储能BMS控制板BCM-8133学习与分析（下）

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这次是填坑文，之前学习了解过高特的一款储能应用的BMS控制板产品，即EVBCM-8133，这次继续介绍完。



从上面的引脚定义可以识别出整个单板的功能模块电路划分如下图：其将高压采样功能也集成到同一个板子上；储能的控制板与车载相比，可以看出功能都是大同小异的。



单板T面的主要芯片型号如下图所示：上面有很多来自金升阳的隔离电源，用于外部供电与隔离电路的供电；MCU选择的是NXP的MC9S12XEQ512，储能对功能安全要求有限；对外的有好几路的CAN\485通信；单板上有RTC、FLASH、EEPROM、TF卡等特殊功能；主电源为BUCK芯片，非SBC类型。



单板B面的主要芯片型号如下图所示：其B面芯片主要是高压区域的ADC、运放等；另外看门狗芯片、隔离CAN收发器也在B面。



下面学习分析下几个关键电路模块。

电源模块

单板的主电源主要布置在下图位置，另外其他区域分布了一些隔离电源与基准源。



电源大概的拓扑架构如下：主电源为BUCK芯片TPS5430，输出为5V，单板大部分模块都从此取电，板上还有±12V电源，用于给外部的霍尔供电；3.3V电源用于给外设供电，例如RTC等，因为MCU是5V的IO，所以存在逻辑电平转换。



通信模块

此单板一共有2路485通信，3路CAN通信，其中的1路CAN为隔离CAN；485通信主要用于和外部的显示屏、GPRS通信；CAN用于内部、外部的PCS等通信；隔离CAN位于B面，收发器芯片为NXP的TJA1052IT/5，这路应该是与PCS通信，所以做了隔离，一般做功能绝缘。



继电器驱动

此控制板有3路高边输出与3路低边输出，使用的NMOS与PMOS做为开关，MCU通过控制触发器SN74LS373来控制MOS的通断，并可以实现锁存功能（具体型号见前面）。



官网上的高低边驱动电路示意图如下，在储能上叫做有源输出。



总电流检测

此控制板电流检测支持霍尔输入与分流器输入，其中分流器输入检测电路如下：电流检测的ADC布置在高压侧，对外为IIC通信接口，通过隔离芯片与MCU连接；分流器输入电压经过三运放放大后输入到ADC；电流采样的供电采用隔离电源F0505S实现；分流器输入端口有TVS\FUSE做防护，有共模电感、电容做滤波。



绝缘检测与高压检测

与电流采样方法类似，绝缘与高压检测电路也是单独布置ADC实现，对外为隔离的IIC通信；此处一共有3路ADC芯片，其中两路用于检测PACK电压，另外一路用于BUS电压检测；绝缘检测方案为经典电桥法，有上下两个电阻桥臂，分别用光MOS做开关，接到大地也是使用光MOS开关；另外，在PACK的正负极之间布置了一串电阻，中间取两个电阻用于做观测点，实现上下两部分各自的电压采样，二者加在一起就是PACK电压，同时也作为绝缘检测的观测点，注意二者的参考地不同；BUS与PACK-二者之间布置了一串电阻，中间取一个电阻两端作为参考地与观测点；所以三路ADC的参考地是互不相同的。



总结：

终于写完了，夜深了，睡觉；以上所有，仅供参考。