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mV of additional measurement error due to long term reference drift
由于長期基準(zhǔn)漂移而產(chǎn)生的額外測(cè)量誤差 (單位 mV)

LTC6802 Worst Case Measured bandgap Drift
LTC6802 在最差情況下測(cè)得的帶隙漂移

LTC6804 Worst Case Measured Zener Drift (data from LT1021)
LTC6804 在最差情況下測(cè)得的齊納漂移 (數(shù)據(jù)來自 LT1021)
Years of Operation : 工作年限

mV of additional measurement error due to long term reference drift
由于長期基準(zhǔn)漂移而產(chǎn)生的額外測(cè)量誤差 (單位 mV)

Estimated mV Error = X * 3.3. / (SQRT
估計(jì)的 mV 誤差 = X * 3.3/ [√ (小時(shí)/1000)] / 1000
(LTC6802 和其他基于帶隙的 AFE IC)

圖 3：生產(chǎn)之后的測(cè)量誤差。由于真實(shí)世界因素 (a) PCB 組裝應(yīng)力、 (b) 濕度變化、 (c) 所測(cè)得的基準(zhǔn)漂移和 (d) 估計(jì)的長期基準(zhǔn)漂移而產(chǎn)生的 3.3V 電池測(cè)量誤差。

濕度是另一個(gè)考慮因素。潮氣滲進(jìn)塑料封裝，并改變機(jī)械應(yīng)力。對(duì)應(yīng)力敏感的基準(zhǔn)會(huì)出現(xiàn)電壓變化。最后，還有長期漂移。在 IC 封裝組裝過程中，芯片會(huì)受到應(yīng)力。這種應(yīng)力隨著時(shí)間推移而緩慢釋放，導(dǎo)致基準(zhǔn)產(chǎn)生變化。在運(yùn)行數(shù)千小時(shí)以后，這種影響會(huì)減小，這就是長期漂移規(guī)定以 ppm/√kHr 為單位的原因。圖 3 顯示了 3000 小時(shí)以后所測(cè)得的漂移以及預(yù)計(jì) 15 年以后的漂移。

總之，提高電池測(cè)量準(zhǔn)確度可提高性能。就真實(shí)世界應(yīng)用的測(cè)量準(zhǔn)確度而言，采用齊納電壓基準(zhǔn)的 AFE IC 是最佳技術(shù)，正如圖 3 中的產(chǎn)品比較所示。
新的隔離式數(shù)據(jù)鏈實(shí)現(xiàn)模塊化電池組
電池組設(shè)計(jì)師受到激勵(lì)開發(fā)模塊化系統(tǒng)。16kW-hr 的電池也許不便于放入汽車內(nèi)的單個(gè)艙中。此外，為了經(jīng)濟(jì)的適用性和保修，8,000 歐元 (10,235 美元) 的電池組可以分成小的模塊。而且，單個(gè)模塊化電池組設(shè)計(jì)可以擴(kuò)大或縮小，以滿足很多不同汽車平臺(tái)的需求。

倘若把一個(gè)大型電池組拆分成若干個(gè)較小的模塊，則會(huì)使電氣連接的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜化。在電池模塊和控制電路之間傳輸數(shù)據(jù)需要一個(gè)線束。線束將遭受嚴(yán)重的電磁干擾 (EMI)。必須仔細(xì)注意數(shù)據(jù)通信硬件和軟件。AFE IC 領(lǐng)域的新發(fā)明可以極大地降低數(shù)據(jù)通信的成本，同時(shí)保護(hù)電池組免受 EMI 影響。

2012 年生產(chǎn)具備模塊化電池組的汽車一般采用結(jié)合的 CAN (控制器局域網(wǎng)) 通信和數(shù)字隔離器，如圖 4 所示。CAN 用兩條導(dǎo)線提供堅(jiān)固的通信。一個(gè)小型微處理器 (MPU) 將數(shù)據(jù)從 CAN 協(xié)議轉(zhuǎn)換到 AFE IC 更簡單的 SPI 或 I2C 協(xié)議。模塊之間的隔離由一個(gè)數(shù)字隔離器 IC 提供，這有時(shí)需要一個(gè)隔離式電源。CAN 收發(fā)器、MPU 和隔離器 IC 合起來的成本大約為 3.5 歐元 (4.50 美元)。

新的 LTC6804 AFE IC 消除了 CAN 的成本和軟件復(fù)雜性問題，同時(shí)在模塊之間提供堅(jiān)固和隔離式兩線數(shù)據(jù)傳送。圖 5 顯示，用 LTC6804 的 isoSPI 端口與一個(gè)簡單的脈沖變壓器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了電池模塊的互連。另一種凌力爾特 IC 是 LTC6820 隔離式 SPI 接口 IC，將任何微處理器的 SPI端口連接到 isoSPI 總線。來自微處理器的時(shí)鐘、數(shù)據(jù)和芯片選擇信號(hào)由 LTC6820 編碼成不同的脈沖。LTC6804 將這些脈沖解碼回時(shí)鐘、數(shù)據(jù)和芯片選擇信號(hào)。微處理器將 LTC6804 AFE IC 看作一個(gè)簡單的 SPI 外圍設(shè)備。透明的 isoSPI 總線提供電流隔離和抵抗 EMI 的能力。

isoSPI 脈沖的信號(hào)強(qiáng)度和兩線連接的阻抗是可調(diào)的。通過改變電阻器的值 (未顯示)，用戶可以提高信號(hào)電流。這種靈活性意味著，isoSPI 總線可以定制以通過 100 米電纜通信并抑制高干擾電平。LTC6804 AFE IC 包括 15 位循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC)，以確保數(shù)據(jù)的完整性。圖 6 說明了大電流注入 (BCI) 測(cè)試的結(jié)果。BCI 測(cè)量一個(gè)系統(tǒng)的抗電磁干擾性。RF 能量通過夾在電纜的探頭注入。另一個(gè)探頭測(cè)量所產(chǎn)生的 RF 電流。數(shù)據(jù)包通過電纜發(fā)送，CRC 用來查看是否有數(shù)據(jù)損壞。采用幾種不同的 isoSPI 數(shù)據(jù)脈沖強(qiáng)度來重復(fù)測(cè)試。20mA isoSPI 數(shù)據(jù)脈沖不受 200mA RF 注入的影響。

RF Frequency：RF 頻率
% of Good Data Packets：好數(shù)據(jù)包的比例 (%)
Data Errors with 200mA RF Interference Level：在 200mA RF 干擾時(shí)的數(shù)據(jù)誤差
20mA isoSPI strength, no errors : 20mA isoSPI 強(qiáng)度，無誤差
10mA isoSPI strength : 10mA isoSPI 強(qiáng)度
2mA isoSPO strength : 2mA isoSPI 強(qiáng)度