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圣邦微在电池化成中的应用

❶ 背景概述

电池化成是电池制造过程中的一个关键步骤，它对电池的性能、寿命和安全性具有重要影响。电池化成的基本原理是在电池内部建立起电化学反应，使正极和负极之间能够进行可逆的电荷转移。在化成过程中，电池会经历一系列的充电和放电循环，以激活电池材料并形成稳定的电极界面，并使电池达到设计容量。化成过程通常包括几个阶段，如预充电、恒流充电、恒压充电等。每个阶段的充电电流和电压都有一定的要求，以确保电池能够充分充电并达到最佳性能。

电池化成基本结构如下图（模拟并联结构）。Buck/Boost转换器在充电时工作在降压模式，为电池提供充电电源，在放电时工作在降压模式；第一级运放，测量电池电压及电池单元或电池组的充电电流；第二级运放，用作电压回路或电流回路的调节；第三级运放（可选），缓冲运放输出馈送到升降压转换器中，以控制输出电压或电流；ADC，监测电池电压和电流；DAC，能够为恒流和恒压控制环提供精准的参考控制信号。

随着个人便携设备和新能源汽车快速发展，锂电池市场需求持续增长，各个电池厂商对化成过程中锂电池充放电电流/电压测量的误差要求也显著提高，对整个测量控制电路中放大器、ADC/DAC、电压基准的误差要求也相应提高。同时，在激烈的市场竞争下，方案性价比高也是各个厂家要求之一。圣邦微电子能用更低成本实现更高精度、更高功率的电池化成I/V控制。

❷ 圣邦微电池化成整体方案框图

1. 并联模拟型

2. 并联数字型

3. 串联数字型

❸ 圣邦微高精度I/V采样方案

1. 电压电流检测精度的主要影响因素

  • 检流电阻的温漂：检流电阻随温度的漂移
  • 失调电压的温漂：温度变化导致失调电压随着温度变化而变化
  • 增益误差漂移：增益误差随温度变化而变化
  • 运放的CMRR：运放输出电压随着输入端共模电压而波动
  • ADC的线性度(INL)：ADC器件在所有的数值点上对应的模拟值和真实值之间误差最大的那一点的误差值

此外，基准电压的温漂、输入偏置电流及其温漂、运放的CMRR随温度的漂移、采样带宽及噪声等，都会对电流电压的检测精度带来一定的影响。

2. 圣邦微高精度电流检测方案

  • 电流检测仪表运放采用SGM621A，Gain=25倍
  • 采样ADC采用SGM58601，PGA=1，单端采样
  • 基准源采用SGM4029A-2.5V
  • 静态误差认为能够通过系统校准消除掉

a. 仪表放大器的主要优势

采用仪表放大器相较于通用运放或集成电阻的差分放大器的优势包括：

  • 更高输入阻抗，带来更低的偏置电流(IB)
  • 更低的Vos电压和漂移
  • 更好的更高CMRR
  • 增益优化/可配置性

▫ SGM621A 低功耗、低噪声、轨对轨输出仪表放大器

b. SGM58601 24-Bit、超低噪声、60kSPS、8通道、Sigma-Delta ADC

c. SGM4029A 士0.05% 高精度电压基准

3. 圣邦微高精度电压检测方案

  • 电流检测仪表运放采用SGM621A，Gain=25倍
  • 电压检测通用运放采用SGMOP17C，Gain=1倍
  • 采样ADC采用SGM58601，PGA=1，单端采样
  • 基准源采用SGM4029A-2.5V
  • 静态误差认为能够通过系统校准消除掉

a. SGMOP17C 2.8MHz、高电压、高精度、低噪声放大器

b. SGM8473 高输入阻抗、低功耗、低噪声衰减型差分放大器

❹ 圣邦微电子高精度模拟量给定方案

  • 控制参考值给定DAC采用SGM5353
  • 基准源采用SGM4029A-2.5V
  • 静态误差认为能够通过系统校准消除掉

▫ SGM5353 16-Bit，串行输入，电压输出数模转换器

● 圣邦微介绍

SGMC

网址：www.sg-micro.com

国家：中国

圣邦微电子（北京）股份有限公司（股票代码300661）专注于高性能、高品质模拟集成电路的研发和销售。 公司产品覆盖信号链和电源管理两大领域，拥有25大类4000余款可销售型号，包括各类运算放大器及比较器、音频功率放大器、视频缓冲器、线路驱动器、模拟开关、温度传感器、模数转换器（ADC）、数模转换器（DAC）、电平转换芯片、接口电路、电压基准芯片、小逻辑芯片、LDO、微处理器电源监控电路、DC/DC降压转换器、DC/DC升压转换器、DC/DC升降压转换器、背光及闪光灯LED驱动器、AMOLED电源芯片、PMU、OVP及负载开关、电池充放电管理芯片、电池保护芯片、马达驱动芯片、MOSFET驱动芯片等。

产品线详细信息

中文名称：圣邦微

产品分类：模拟器件

经营模式：代理

应用领域及市场

通信设备，工业控制，汽车电子，消费电子，安防监控，医疗电子，智能家居，仪器仪表等。

主要产品

运放，比较器，数据转换，音频/视频驱动，模拟开关，逻辑芯片，电源管理芯片，MOSFET驱动，电机驱动等。

● 丰宝简介

上海丰宝电子信息科技有限公司创办于1998年5月，本土知名的元器件代理商。总部位于上海，在北京、深圳、苏州、香港、台湾设有分公司，并在广州、东莞、厦门、南京、杭州、 武汉、西安等15个城市设有办事处。公司主营电子元器件世界品牌在中国大陆的代理销售，并致力于代理芯片产品的应用设计开发，整体解决方案在通讯、家电、工业控制得到广泛应用。公司的主要代理品牌有Bourns、Winbond、Omron、Knowles、U-blox 、Nuvoton、Digi和Torex等。

丰宝电子系上海市高新技术企业，2003至2014年连续十二年被《国际电子商情》评选为“读者最满意的十家大陆电子元器件分销商”。在2008至2011年三次获得“Omron优秀代理商销售奖”，2009至2012年三次获得“SGMC杰出成长奖”，2010年荣获“Bourns杰出业绩奖”，2011年荣获“NXP年度增长最快ID奖”，2012年荣获“NXP最佳FAE支持团队奖”，2013荣获 Torex合作伙伴奖。丰宝电子视诚信经营为企业至高荣誉，一直致力于上海市“诚信创建企业”工作认定，截止到2017年已荣升为五星级企业。

上海丰宝总部

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