你知道BMS隔离通信与电源的六种方案吗

baoshijie

前面分析了一些厂家的BMS，有些样机还没时间整理出来，只是提前看了下；通过拆解，获得了一些信息，就想把一些关键的设计方案拿出来再比较一下；这次先说说高低压隔离通信与隔离电源的几种方案。


BMS上有低压电路，也有高压电路，这个大家都知道；高低压电路之间是需要进行通信的，将高压采样的结果传递出来，这就需要使用通信隔离芯片，而隔离芯片的隔离两边都是需要供电的；另外高压电路采样是需要ADC的，ADC同样也是需要供电的；这里就先把隔离通信与隔离电源的作用简单做了一些介绍。


接下来介绍几种隔离通信与隔离电源的实现方案。方案一：菊花链通信方案这种方案常出现在从控上，借助AFE特有的Daisy-Chain隔离通信功能，通过变压器（或电容）实现高低压之间通信的隔离，而且高压端的AFE完全从电池侧取电，不用再额外提供电源；例如之前分析小鹏的采样板，采用LTC6811和变压器实现的与低压端MCU隔离通信。


方案二：高低压隔离两边自己供电这个方案进一步解释是这样的，首先采用了一个数字隔离芯片用于通信，隔离芯片的隔离两边都需要供电，然后高压侧由电池通过电压变换来供电，低压侧由低压供电；之前分析过特斯拉的MODEL S中的采样板是这个架构，如下图所示，感兴趣可以翻翻我之前发的拆解总结。


方案三：用成熟的隔离电源模块这种方案是指使用一个独立的电源模块去供电，之前有分析过亿能EV05 BMU，里面高低压隔离方案如下：隔离芯片为ISO7241，低压端由低压的5V供电；通过金升阳的一款隔离电源模块F0509实现高压端的9V电源输出，然后通过LDO转成高压端的5V，给隔离芯片供电。


方案四：数字隔离器自带隔离电源这个方案只需要一个合适的自带隔离电源的数字隔离器即可实现，例如ADI的ADUM5401。之前在分析蓝威的采集板时，就遇到了此种方案，如下图所示：ADUM5401自带5V-5V的隔离电源，不需要额外的隔离电源。


方案五：外部搭建隔离电源这种方案就是完全自己搭建一个隔离电源，实现5V-5V，给数字隔离芯片供电。例如下图中，通过变压器驱动芯片SN6501实现推挽的电源拓扑设计。麻烦的地方可能是变压器的设计，不过，很多变压器厂家也提供了变压器标准品供客户直接选用，而省去了自行设计与认证的时间。


方案六：隔离芯片自带驱动电路，外部放置变压器当然，还存在一种方案，是方案四、方案五的一种综合情况：数字隔离芯片中集成了隔离电源，但是需要外置变压器。例如下图中来自于SILICON LABS的SI88X4X系列，外部只需要放置变压器和少量被动器件即可实现隔离电源方案。


总结：上面的几种方案是比较常见的方案，拆解的各家BMS基本都会涉及其中一种；至于说哪种方案更好，就需要各位自行去判断了；我写的比较概括，实际每一种方案实现起来都要小心谨慎；以上所有，仅供参考。