Texas Instruments ADS131B26-Q1电池组监视器是一款高压、完全集成的电池组监视器，用于汽车电动汽车 (EV) 电池管理系统 (BMS)。ADS131B26-Q1集成了两个同步采样、高精度、24位模数转换器 (ADC) 通道（ADC1A、ADC1B），用于测量冗余电池电流。使用外部分流电阻器能够以高精度和高分辨率完成这一测量过程。两个独立的数字比较器可实现与两个ADC并联的快速过流检测。集成了另外一组24位同步采样ADC（ADC3A、ADC3B），用于使用外部高压电阻分压器与电池电流同步测量电池组电压，实现精确的电池充电状态和健康状况计算。

数据手册：*附件：Texas Instruments ADS131B26-Q1电池组监视器数据手册.pdf

此外，使用外部高压电阻分压器，可提供两个多路复用16位ADC通道（ADC2A、ADC2B），用于测量系统中的分流温度和其他电压，包括电池组电压。使用模拟输出温度传感器或热敏电阻等外部温度传感器测量分流温度。每个ADC都有一个通道序列器，可通过配置的多路复用器输入自动步进。这一过程是为了减少SPI上的通信。

该器件集成了许多诊断和监控功能，可检测和减轻随机硬件故障，有助于开发功能安全的BMS。内部线性稳压器的输入电压范围高达16V，支持使用非稳压直流/直流转换器为器件供电。Texas Instruments ADS131B26-Q1的额定汽车级温度范围为–40°C至+105°C，采用48引脚HTQFP封装。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
  • 温度等级1：（–40°C至+125°C，T A ）
• 符合功能安全标准
  • 开发用于功能安全应用
  • 可提供文档，协助ISO 26262功能安全系统设计（高达ASIL D）
  • 系统能力高达ASIL D
  • 硬件可满足ASIL D要求
• 两个同步采样24位ADC（ADC1A、ADC1B），用于电流分流测量：
  • 可编程满量程范围
    • ±39mV至±312.5mV
    • 支持各种分流电阻器值和电流测量范围
  • 实现高精度分流测量
    • 失调误差：±1.5?V（最大值）
    • 增益漂移：20ppm/°C（最大值）
  • 可编程数据速率：500SPS至64kSPS
  • 每个ADC数字过流比较器，具有可编程阈值，用于快速过流检测
• 两个同步采样24位ADC（ADC3A、ADC3B），用于电压测量：
  • 可编程数据速率：500SPS至64kSPS
  • 可编程满量程范围：±312.5mV至±1.25V
• 两个多路复用16位ADC（ADC2A、ADC2B），用于电压和温度测量：
  • 每个ADC八个模拟输入
  • 可编程满量程范围：±312.5mV至±1.25V
  • 通道定序器
• 监控和诊断功能，可减少和检测随机硬件故障
• 电源电压范围：2.9V至16V
• SPI兼容接口
• 九个GPIO，具有PWM功能

监控系统框图

高精度电池管理系统监控芯片ADS131B26-Q1技术解析

一、产品概述

ADS131B26-Q1是德州仪器(Texas Instruments)推出的一款面向汽车电池管理系统(BMS)的高压电池组监视器。该器件集成了多个高精度ADC通道，专门设计用于电动汽车高压电池包的电流、电压和温度监测，满足汽车级AEC-Q100认证要求，工作温度范围覆盖-40°C至+125°C。

作为功能安全合规器件，ADS131B26-Q1支持ISO 26262功能安全系统设计，文档支持达到ASIL D级别，系统能力可达ASIL D，硬件能力同样可达ASIL D级。

二、关键特性与技术优势

1. 多通道高精度ADC架构

ADS131B26-Q1集成了六路独立ADC通道，构成完整的电池监测解决方案：

• ? 双路24位ADC(ADC1A/ADC1B) ?：专为电流分流测量设计，可编程量程±39mV至±312.5mV，支持宽范围分流电阻值
• ? 双路16位多路复用ADC(ADC2A/ADC2B) ?：用于电压和温度测量，每路提供8个模拟输入
• ? 双路24位ADC(ADC3A/ADC3B) ?：用于电压测量，可编程量程±312.5mV至±1.25V

2. 卓越的测量性能

• ?超高精度?：电流测量通道最大偏移误差仅±1.5μV，增益漂移低至20ppm/°C
• ?灵活的采样率?：支持500SPS至64kSPS可编程数据速率
• ?数字过流比较器?：每路电流ADC配备独立可编程阈值比较器，实现快速过流检测
• ?同步采样?：ADC1A/ADC1B和ADC3A/ADC3B支持同步采样，确保SOC/SOH计算准确性

3. 汽车级可靠性设计

• 工作电压范围2.9V至16V，适应汽车电源波动
• 集成SPI兼容接口，支持CRC校验确保通信可靠性
• 提供9个通用GPIO，支持PWM功能
• 完备的诊断监控功能，包括电源监控、时钟监控和数字监控

三、功能架构解析

1. 信号链设计

器件采用分区设计，分为A、B两个独立部分，共享电源和时钟但信号处理独立：

• ?电流测量通道?：差分输入→PGA(增益4-32)→24位ΔΣ调制器→数字滤波器
• ?电压测量通道?：单端/差分输入→PGA(增益1-4)→24位/16位ADC
• ?温度测量?：通过外部NTC或模拟温度传感器接入ADC2y通道

2. 时钟系统

• 主时钟可选8.192MHz内部振荡器或外部时钟
• 调制器时钟fMOD = fMCLK/2
• 独立的诊断振荡器(OSCD)用于监控功能

3. 电源管理

• 集成LDO稳压器：AVDD(3.3V)、IOVDD(3.3V)和DVDD
• 宽输入电压范围：4V-16V，可直接连接非稳压隔离DC/DC转换器
• 完备的电源监控：欠压/过压/振荡检测

四、功能安全实现

ADS131B26-Q1提供全面的诊断功能支持ASIL D系统设计：

1. ?硬件冗余?：
   • 关键信号路径A/B双通道独立设计
   • OTP存储器双备份
2. ?持续监控?：
   • 电源电压/时钟频率监控
   • 寄存器/存储器CRC校验
   • 信号路径自测试(Test DAC)
3. ?故障响应?：
   • 专用FAULT引脚快速报警
   • 可配置的故障屏蔽策略
   • 详细的故障状态寄存器

五、开发建议

1. ?校准流程?：
   • 上电后加载预存的校准系数
   • 定期执行偏移校准(内部短路)
   • 系统级增益校准使用精密参考源
2. ?PCB布局要点?：
   • 模拟/数字地分离，单点连接
   • 关键模拟路径对称布线
   • 充分的电源去耦(1μF+100nF)
3. ?软件设计?：
   • 实现完整的CRC校验机制
   • 配置看门狗定时器监控通信
   • 建立故障处理优先级策略

六、市场定位与选型

ADS131B26-Q1属于TI的B2x系列电池监测芯片，与其他型号对比如下：

该器件特别适合需要高精度、高可靠性电池管理的xEV应用，包括：

• 纯电动汽车高压电池包
• 混合动力汽车能量存储系统
• 固定式储能系统