至關(guān)重要的是，鋰離子電池組必須具有良好的電池管理系統(tǒng)，用于監(jiān)測許多電池電壓和電池溫度。如果沒有這種監(jiān)控，熱失控會導(dǎo)致電池爆炸。該設(shè)計理念提出了一種低功率電路，可測量多達(dá)12個熱敏電阻的溫度。它為多路復(fù)用器供電和配置，并將多路復(fù)用器置于關(guān)斷狀態(tài)，以便在不測量溫度時節(jié)省功耗。
高壓、多節(jié)、串聯(lián)電池可用于電動汽車、混合動力電動汽車、電動自行車、電動工具和許多其他設(shè)備。由于其高能量密度，鋰離子電池在這些應(yīng)用中很受歡迎。至關(guān)重要的是，這些高能電池組具有良好的電池管理系統(tǒng)，用于監(jiān)控許多電池電壓和電池溫度。如果沒有這種監(jiān)控，熱失控會導(dǎo)致電池爆炸。
目前用于電池組的數(shù)據(jù)采集IC測量多個電池電壓（通常為12個），但它們最多只能掃描和測量兩個溫度。該設(shè)計理念提出了一種低功率電路，可測量多達(dá)12個熱敏電阻的溫度。它為多路復(fù)用器供電，并將多路復(fù)用器置于關(guān)斷狀態(tài)，以便在不測量溫度時節(jié)省功耗。
圖1所示的低功耗電路掃描并測量電池中所有電池的溫度。兩個MAX382多路復(fù)用器將12個熱敏電阻切換到數(shù)據(jù)采集IC（如MAX11068或MAX17830）的兩個輔助輸入端，一次兩個熱敏電阻，分為六對。數(shù)據(jù)采集IC為熱敏電阻提供偏置，同時為多路復(fù)用器供電并控制其開關(guān)和使能/禁用功能。
圖1.兩個MAX382多路復(fù)用器使該數(shù)據(jù)采集IC能夠監(jiān)測更多的溫度。這里，一個與熱敏電阻并聯(lián)的100pF電容用于濾除噪聲。
熱敏電阻偏置于數(shù)據(jù)采集IC的熱電源輸出（THRM）。此配置可節(jié)省功耗，因為當(dāng)禁用輔助輸入進(jìn)行掃描時，內(nèi)部開關(guān)會禁用 THRM。請注意，當(dāng)不需要測量外部溫度檢測設(shè)備時，應(yīng)禁用（不掃描）這些輔助輸入。將 THRM 連接到多路復(fù)用器使能輸入可在不需要溫度測量時將多路復(fù)用器置于關(guān)斷模式，從而節(jié)省額外功耗。當(dāng)輔助輸入未被掃描時，兩個多路復(fù)用器僅從V吸收0.56μA機(jī) 管 局.THRM 僅在掃描輔助輸入時的短暫間隔內(nèi)（即需要溫度測量時）啟用多路復(fù)用器。數(shù)據(jù)采集IC的GPIO端口在12個熱敏電阻之間切換輔助輸入。
THRM、AUXIN1 和 AUXIN2 波形的示波器（圖 2）顯示，THRM 僅在最大采集時間 （~700μs） 下啟用。此最長時間在此處僅用于說明。采集的實(shí)際建立時間可通過軟件編程，應(yīng)確定，以便AUXIN_電容有足夠的時間建立。
圖2.此示波器照片顯示，僅當(dāng)系統(tǒng)啟動輸入通道掃描時，才會啟用 THRM、AUXIN1 和 AUXIN2。
使用圖1所示電路和偽代碼（表2），在不同溫度下讀取ADC的輸出。表1比較了帶和不帶多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)采集IC的輸出，并以百分比表示誤差。誤差 （%） = [（帶多路復(fù)用器的 ADC 輸出）-（不帶多路復(fù)用器的 ADC 輸出）]/4096 × 100（其中 4096 是以十進(jìn)制表示的滿量程 ADC 值）。多路復(fù)用器的導(dǎo)通電阻會導(dǎo)致誤差。為了最小化導(dǎo)通電阻，使用了電阻相對較高（在較高溫度下）的熱敏電阻（村田熱敏電阻100kΩ、NXFT15WF104FA2B050）。
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溫度
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帶多路復(fù)用器（HEX）的數(shù)據(jù)采集IC輸出
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不帶多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)采集 IC 輸出 （HEX）
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誤差 （%）
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-30
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F27
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F27
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0
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-20
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EA1
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E9E
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0.07
|
|
0
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C65
|
C70
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-0.27
|
|
10
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AD0
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AD5
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-0.12
|
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25
|
7F6
|
7F4
|
0.05
|
|
40
|
560
|
55A
|
0.15
|
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60
|
2EB
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2E3
|
0.19
|
|
80
|
18C
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18D
|
-0.02
|
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100
|
0D6
|
0D0
|
0.15
|
|
125
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06"
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065
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0.122
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命令
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目的
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讀/寫
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你好
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初始化。此命令設(shè)置鏈中第一個部分的設(shè)備地址。然后為鏈中的所有其他部分分配一個自動遞增的地址。
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寫
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點(diǎn)名
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初始化。用于確定堆棧中的設(shè)備數(shù)量。
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讀
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設(shè)置last地址
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初始化。該命令告訴SMBUS梯形圖中的每個MAX11068哪個器件地址是最后一個。
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寫
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在ADCCFG寄存器中設(shè)置AIN1EN和AIN2EN
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啟用 AIN1 和 AIN2 通道進(jìn)行掃描。
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寫
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在ACQCFG寄存器中設(shè)置AINCFG_位
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設(shè)置輔助模擬通道的采集建立時間（從5.3μs到339.2μs）。
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寫
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將 GPIO 設(shè)置為輸出，并通過寫入 GPIO 寄存器來設(shè)置 GPIO 輸出值
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GPIO 輸出值決定選擇哪個熱敏電阻進(jìn)行掃描，因為 GPIO 與多路復(fù)用器的選定引腳相連。
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寫
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在 SCANCTRL 寄存器中設(shè)置 SCAN 位 （0x0D）
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此命令啟動輸入的轉(zhuǎn)換過程。
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寫
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讀取 AIN1 （0x40） 和 AIN2 （0x41） 寄存器
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用于從GPIO選擇的溫度傳感設(shè)備讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。
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讀
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