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Mc33771 总信息
大体功能
1,工作电压 10---63V
2,可以采集 7 到 14 串单体电压,单体最大误差为 0.8mV,可以对采集的单体电压进行平均
3,2M 菊花链通信,有独立地址,最大可以有 63 个节点
4,可以采集 7 路温感
5,有 300mA 的单体均衡
6,断线,短路检查功能
当总压过低 MC33771 会复位; 当内部电压过低 MC33771 会复位; 复位时 MC33771 会提
供一个 FAULT 电平变化;FAULT1_STATUS[POR] bit 这个会指示复位
软件 SYS_CFG1[SOFT_RST] bit.和硬件复位脚都可以复位芯片
MC33771C 可以周期测量
VPWR 引脚可以报低压过压故障
VCOM 引脚也可以引起过压低压故障这个会影响通信 其他 GPIO
在 NORMAL 模式下,在 COM_LOSS 时间内没有通信 MC33771 会复位
睡眠模式下可以被 GPIO 唤醒
分体机低功耗要求
电流测量有自动补零功能,和斩波功能
电流采集的 PGA 增益(4,16,64,256)可以设置或者自动通过 ADC_CFG[PGA_GAIN]
寄存器配置
TH_ISENSE_OC 寄存器进行比较。当设置唤醒启用位时,超过阈值的电流值三分之三触发系
统唤醒并激活故障输出。
9 功能描述
9.1 简介
MC33771C 包含执行同步电池电压测量、电池电流测量、库仑计数、电池温度测量和集成电
池平衡所需的所有电路块。这些特性以及高速通信使 MC33771C 成为汽车锂离子电池监测的
理想选择。除了电池管理功能外,MC33771C 还被设计用于监测许多内部和外部功能,以验
证测量系统和测量系统的完整性。以下部分详细介绍了设备的功能、功能和操作模式。表 9
总结了根据工作模式不同的集成电路测量能力。本文件中使用了以下术语、措辞和约定:
用户:这个字表示电池组控制器,包括至少一个单片机,其中系统的智能位置。该包控制器
使用一个或多个 33771 来感知电池的物理数量。
•用户参数(或简单参数):它是 IC 寄存器中存储的数据,用户可读或可写,用方括号前的
标识符表示,例如 REGISTER_NAME[FIELD_NAME],其中 REGISTER_NAME 是预期寄存器的符
号,FIELD_NAME 是参数本身的符号,通常是 16 位寄存器数据的一部分。
•通道:它是一个信号,可以测量的信号。有外部通道,例如,电池的电压和温度,和内部
通道,例如,模具温度,和电压诊断参考。
•转换:这个词表示由 ADC 执行的模拟到数字的转换,通常表示为对给定信道的测量。
•序列:这个术语表示根据某些多路复用器路由到 adc 的通道的扫描。在扫描过程中,每个
ADC 都会执行后续的数据转换
循环测量:这意味着 adc 库自动执行序列,例如,不需要向用户请求干预。用户必须通过提
供一个内部定时器的周期值来对其进行一次编程。然后计时器提供周期性触发器开始每个测
量序列。例如,周期可以是 100 ms,而序列持续时间要短一个数量级。执行循环测量的主
要目的是对一些被测量的信道与预定义的可调阈值进行自动比较,从而可以相应地设置一些
故障位。用户可以通过普通通信通道访问适当的故障寄存器来读取故障位;或者故障位可以
用来断言故障销,以便安全信息通过菊花链设备的故障线传播给用户。
•按需度量:这意味着 ADC 库在被 SOC 命令触发时执行一个序列,其中 SOC 意味着开始转换。
通常,用户定期发送一个 SOC 命令,然后读取最重要的通道的测量值,即所有单元电压,
9.2.2 VPWR 过压,低压
MC33771C 包含了比较器,以监测 VPWR 在过电压和低压条件下的引脚。如果 VPWR 引脚上
的电压超过过电压阈值 VPWR(OV_Flag),且大于 tVPWR(滤波器)周期,则在
FAULT1_STATUS[VPWR_OV_FLT]中设置过电压故障标志。当被 FAULT_MASK1[MASK_12_F]屏
蔽时,FAULT1_STATUS[VPWR_OV_FLT]位将故障输出引脚设置为高。VPWR 引脚上的过电压
状态不会导致 MC33771C 执行关机。当 VPWR 返回到正常操作范围时,包控制器可以通过写
入对 FAULT1_STATUS[VPWR_OV_FLT]位的逻辑 0 来清除 FAULT1_STATUS[VPWR_OV_FLT]位。
VPWR 引脚上的低压条件会导致设置 FAULT1_STATUS[VPWR_LV_FLT]位。当 VPWR 引脚上的
正常工作范围电压恢复时,并通过将 0 写入 FAULT1_STATUS[VPWR_LV_FLT],可以清除
FAULT1_STATUS[VPWR_LV_FLT]位。
9.2.3 VCOM 供应
VCOM 电源是一个线性调节器,用于为通信、GPIOx、SPI 接口、外部温度传感器参考和可选
的外部 EEPROM 供电。VCOM 电源由 MC33771C 监控是否存在欠压。VCOM 引脚上的过载激
活 VCOM 电流限制,导致出现低电压故障。在事件期间,设置 FAULT2_STATUS[VCOM_UV_FLT]
故障位,调节器进入 tVCOM(重试)关闭/重试策略。VCOM 电源的低电压关闭直接影响通
信、GPIO 输出和外部温度测量。除了为每个 ANx/GPIO 设置单个故障位外,还可以在
FAULTx_STATUS 寄存器中设置多个故障。当通信恢复时,包控制器可能会清除故障。VCOM
也有一个比较器,以监测过电压。如果 VCOM 上的电压大于 VCOM(OV),则会设置
FAULT2_STATUS[VCOM_OV_FLT]故障标志。
9.2.4 VANA 供应
VANA 电源是 MC33771C 用于模拟控制的内部 2.5 V 电源。除解耦电容器外,其他任何电路
都不应端接到 VANA 引脚上。VANA 电源由 MC33771C 监控是否存在欠压。VANA 引脚上的
外部负载激活 VANA 电流限制,导致发生低电压故障情况。在事件期间,设置
FAULT2_STATUS[VANA_UV_FLT]故障位,调节器进入 tVANA(重试)关闭/重试策略。VANA
电源的低电压停机直接影响模数转换器产生故障情况的性能。此外,每次执行转换序列时,
ADC 转换器都会监控 VANA 的过电压状态。当 VANA 超过 VANA(OV)阈值时,将设置
FAULT2_STATUS[VANA_OV_FLT]。
9.2.5 电源复位电源(POR)
MC33771C 在 IC 系统中有两个复位(POR)。VPWR 引脚上的电压不足状态会导致 MC33771C
复位。在从欠压返回时,MC33771C 执行一个 POR。当内部数字逻辑电源电压降到无法保证
逻辑状态的临界阈值以下时,第二电源发生在瞬态条件下。在这种情况下,MC33771C 执行
电源复位。复电源由 FAULT1_STATUS[POR]位表示。在 POR 的情况下,MC33771C 中的所有
寄存器都被设置为其电源复位状态,故障引脚被激活。
9.2.6 硬件和软件重置
复位引脚上的活动高值大于 tRESETFLT 过滤器时间,会导致 MC33771C 复位。当 MC33771C
接收到写入 SYS_CFG1[SOFT_RST]位的消息时,将执行软件重置。硬件和软件复位由
FAULT1_STATUS[RESET_FLT]位的状态表示,故障销处于激活状态。硬件或软件复位后,必须
等待时间间隔 tVPWR(就绪),才能重新编程零件。
9.3 操作模式
在重置模式下,MC33771C 必须用集群 ID 初始化,然后才能允许设备进入正常模式。初始
化后,MC33771C 进入正常模式。在正常模式下,设备正在全面运行,执行必要的安全功能
和按需转换。当被命令进入睡眠模式时,该设备将减少电流消耗。诊断模式提供了一种诊断
许多安全功能的完整性以及可能发生的内部或外部故障的方法。如果配置正确,如果在
tCOM_LOSS 期间总线在正常模式下没有流量,则 MC33771C 将复位。
如果设备通电且未初始化,则 MC33771C 在经过一个 tIDLE 超时时间后进入低功耗空闲模式。
检测到唤醒模式会将 MC33771C 传输到初始化状态 INIT,在那里可以对 CID 进行编程。在图
8 中,包含在转换弧附近的圆括号中的一个整数表示在同时验证条件的情况下,这种状态转
换的优先级。数字越低,优先级就越高,所以如果同时满足多个条件,那么优先级数最低的
条件决定了状态转换;一个布尔条件被包含在方括号之间。状态转换条件后的动作列表,前
面有斜杠符号。符号“t”表示绝对时间,符号 t0 表示具有时间维度的变量。
9.3.1 重置模式
图 8 中的表提供了 SYS_CFG2[FLT_RST_CFG]字段的所有可能的值之间的映射信息,这是用户
不可读的:CommResetEN:如果等于 1,IC 在正常模式下通信超时复位启用,否则禁用
OscResetEN:如果等于 1,IC 复位由于检测到有缺陷的振荡器在睡眠模式启用,否则它禁用
监控器:如果等于 1,振荡器监控被启用,否则,将禁用标记为 SYS_CFG2[FLT_RST_CFG]的
列中可读的值“其他”,指的是与上面列出的不同的值。寄存器被重置为其默认值,除了
FAULT1_STATUS 寄存器的一些位。
9.3.2 空闲模式
当通信总线在 tIDLE 时间段内不活动时,MC33771C 从 INIT 模式进入空闲模式。当 MC33771C
处于 IDLE 模式时,没有识别任何消息,只有一个有效的唤醒序列允许设备从 IDLE 模式转换
到 INIT 模式。当 MC33771C 配置为 SPI 接口并进入 IDLE 模式时,如果 CSB 持续时间大于
CSBWU_FLT 最大值,设备从 IDLE 模式过渡为 INIT 模式,否则脉冲视为故障,然后进行过滤。
9.3.3 初始化模式
在通电复位(POR)或复位(软 RST 或针脚复位)后,MC33771C 进入 INIT 模式。MC33771C
的集群 ID 为 0(未分配的 CID)。除 INIT 寄存器外,所有的寄存器都是只读的。在 INIT 模式
下,任何未分配的 MC33771C 都不会转发任何消息,并且只在接收到请求的一侧响应(如果
需要)。用户必须在 1 到 63 之间分配一个集群 ID,才能进入正常模式。此分配对于 SPI 和
TPL 通信都是必需的。如果未在 tIDLE 超时内未执行集群 ID 的分配,将输入 IDLE 模式以减少
当前消耗。
9.3.4 正常模式
在正常模式下,在接收到有效的消息时,MC33771C 执行命令操作。设备配置寄存器控制
MC33771C 的工作特性,并且在设备处于正常模式时全部被编程。一旦被编程,MC33771C
在后台执行诸如过压和欠压等安全操作,而不需要来自包控制器 1 的进一步指示。为了在正
常模式下完成安全操作,MC33771C 以编程的时间间隔执行循环转换序列。如果 MC33771C
在循环转换期间接收到来自包控制器的按需转换请求,则设备停止循环转换并立即开始按需
转换周期。停止循环转换并执行按需转换,从而允许系统中的所有 MC33771C 设备实现同步
测量。从正常模式开始,MC33771C 可以被命令为睡眠模式或 DIAG 模式。如果由
SYS_CFG2[FLT_RST_CFG]字段的适当值指示,那么当缺少通信的时间超过 tCOM_LOSS 时,该
部件就会自动重置。
9.3.5 睡眠模式
睡眠模式提供了一种显著降低电池电流和电池管理系统的整体静止电流的方法。在睡眠模式
下,过电压、过电压、过温、过温和过电流电路可以保持循环活动 2,并监测 VPWR。基于
CYCLIC_TIMER 设置,MC33771C 可以在睡眠模式下继续执行循环转换。这就是在图 8 所示的
状态图中标记为 CYCLIC_WUP 的虚点气泡的含义。处于 CYCLIC_WUP 瞬态状态的持续时间真
的很短,这基本上是打开 VCOM 电源和获取 20 个通道所需的时间。在一个转换值大于或小
于阈值并且特定的唤醒/故障被揭露时,MC33771C 执行总线唤醒并且可以激活故障引脚。
为了指示 MC33771C 进入睡眠模式,用户将 SYS_CFG_GLOBAL[GO2SLEEP]位设置为逻辑 1。如
果通信类型为 TPL,则只能使用全局写命令,而对于纯 SPI 通信,则需要使用本地写命令。
如果 adc 正在进行采集(对于单个样本或 N 个样本的平均值),过渡将延迟到正在进行的
序列完成。这意味着单个样本将被正确获取,而平均将可能被中断;在后一种情况下,
MEAS_CELL 寄存器不能更新(DATA_RDY 位保持在 0,直到下一个平均值完成)。
如果发生以下情况之一,则可以退出睡眠模式:检测到总线唤醒序列时,TPL 模式仅通过将
CSB 别针从低状态转换到高状态(简称 CSB 唤醒),检测到至少一个特定故障条件(参见
FAULT1_STATUS、FAULT2_STATUS 和 FAULT3_STATUS 及其相关唤醒掩码寄存器
WAKEUP_MASK1、WAKEUP_MASK2 和 WAKEUP_MASK3)3 根据 SYS_CFG2[FLT_RST_CFG]字段
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