電路功能與優(yōu)勢

圖1所示電路為魯棒的電池監(jiān)控前端，專為可能發(fā)生瞬變的環(huán)境而設(shè)計，例如工業(yè)或過程自動化環(huán)境。該電路使用ADG54084通道CMOS多路復(fù)用器，后接AD8226儀表放大器，以低功耗和低成本精確監(jiān)控各電池的電壓，且無需額外的外部瞬變保護電路。

瞬變過壓條件可造成傳統(tǒng)CMOS開關(guān)發(fā)生閂鎖。通過結(jié)隔離技術(shù)，pMOS和NMOS晶體管的N和p井形成寄生硅控整流器(SCR)電路。過壓條件觸發(fā)此SCR，導(dǎo)致電流被顯著放大，進而引起閂鎖。閂鎖是一種在關(guān)閉電源之前會持續(xù)存在的不良高電流狀態(tài)，它可能導(dǎo)致器件故障。

如果輸入或輸出引腳電壓之一超過供電軌一個二極管壓降以上，或者電源時序控制不當，則可發(fā)生閂鎖。如果通道上出現(xiàn)故障，且信號超過最大額定值，則故障可觸發(fā)典型CMOS器件的閂鎖狀態(tài)。

電路上電期間，也可能在CMOS開關(guān)上電前產(chǎn)生輸入端電壓，特別是使用多個電源為電路供電時。此條件可能超過器件的最大額定值，并觸發(fā)閂鎖狀態(tài)。

本設(shè)計中使用的兩個多路復(fù)用器和儀表放大器(IA)具有魯棒的輸入。ADG5408是防閂鎖型高壓8:1多路復(fù)用器。用于制造ADG5408的溝道隔離技術(shù)可防止閂鎖狀態(tài)，并減少外部保護短路。防閂鎖不保證過壓保護，僅表示開關(guān)會進入高電流SCR模式。ADG5408還具有8kV人體模型靜電放電(ESD)額定值(ANSI/ESDA/JEDECJS-001-2010)。

AD8226是一款低成本、低功耗儀表放大器，具有魯棒的輸入，可處理相反供電軌最高達40V的輸入電壓，同時將輸出限制在供電軌內(nèi)。例如，采用±18V電源時，AD8226正或負輸入的無損害擺幅為±22V。AD8226的所有輸入均通過內(nèi)部二極管提供ESD保護。

電路描述

電池監(jiān)控系統(tǒng)(BMS)需要在電池組內(nèi)的每個電池兩端施加個別電壓，以評估電池的充電狀態(tài)(SOC)和運行狀態(tài)(SOH)。通過兩個多路復(fù)用器實現(xiàn)電池組引腳的多路復(fù)用，如圖1所示，可評估每個電池兩端的電壓。

一個多路復(fù)用器用于正引腳，另一個用于負引腳。此差分多路復(fù)用允許將單個儀表放大器用于最多八個通道。這樣放大器不需要每個電池的共模電壓供BMS使用。

ADG5408的每個通道具有低導(dǎo)通電阻，通常為13.5Ω，整個溫度范圍內(nèi)的最大值為22Ω。輸入失調(diào)電流最大值為2nA時，通道電阻上的最大誤差電壓為44nV。