Texas Instruments bq27Z558 Impedance Track? 电量计是一款高度集成的高精度1节串联电池电量计，配有闪存可编程自定义精简指令集CPU (RISC)。它还包括适用于锂聚合物和锂离子电池组的SHA-256身份验证。能使用1节串联电池，也能并联电池提高电池容量。

数据手册：*附件：Texas Instruments bq27Z558 Impedance Track?电量计数据手册.pdf

Texas Instruments bq27Z558电量计通过HDQ和I^2^C兼容单线接口进行通信。这些器件包括多个关键功能，有助于促进准确的电量监测应用。集成温度传感功能（内部和外部选项）可实现系统和电池温度测量。

特性

• 支持低至1mΩ的高侧和低侧电流检测电阻
• 支持电池组侧电量监测，包括增强健康状态 (SOH) 算法
• 基于预测OCV的快速QMAX更新选项
• SHA-256身份验证响应器，用于提高电池组安全性
• 精密的充电算法
  • JEITA
  • 增强型充电
  • RSOC充电补偿选项
• 两个独立ADC
  • 支持电流和电压的同步采样
  • 高精度库仑计数器，输入偏移误差<1?V（典型值）
• 低电压 (2 V) 运行
• 广泛的电流应用（1mA至>5A）
• 高电平或低电平有效的脉冲或电平中断引脚
• 支持电池跳变点 (BTP)
• 低功耗模式（典型电池组工作范围条件）
  • 睡眠模式： <1?A（典型值）
  • 深度睡眠模式：<9?A（典型值）
  • 休眠模式：<3?A（典型值）
  • 关闭模式：<1.9?A（典型值）
• 内部和外部温度检测功能
• 诊断使用寿命数据监控器和黑盒记录器
• 400kHz I^2^C总线通信接口，包括用于高速编程和数据访问的1.2V逻辑电平
• HDQ单线与主机通讯
• 紧凑型12引脚DSBGA封装 (YPH)

功能框图

BQ27Z558 Impedance Track?电量计技术解析与应用指南

一、产品核心特性与技术创新

BQ27Z558是德州仪器(TI)2023年11月推出的高精度单节锂电池电量计解决方案，具有以下突破性特性：

?高精度测量系统?：

• 双独立ADC架构：同步采样电流和电压
• 超低偏移误差：<1μV典型值的库仑计数器
• 宽电流检测范围：1mA至>5A（支持1mΩ检测电阻）
• 五级功耗模式：OFF模式<1.9μA，HIBERNATE模式<3μA

?智能电池管理?：

• Impedance Track?技术：实时更新电池阻抗模型
• 增强型健康度(SOH)算法：精确预测电池老化
• 快速QMax更新：基于预测OCV优化容量计算
• JEITA充电算法：支持温度分段充电控制

?安全认证?：

• SHA-256硬件加密：防止电池组克隆
• 黑盒记录器：存储关键故障数据
• 生命周期监测：记录极端温度和电压事件

二、关键电气参数解析

1. 电源特性

2. ADC性能

• 库仑计数器分辨率：3.74μV（16位）
• 通用ADC分辨率：38μV（16位）
• 转换时间：1s（库仑计数）/14ms（通用ADC）
• 温度测量精度：±2°C（内部传感器）

3. 通信接口

• I2C速率：100kHz/400kHz
• HDQ单线协议：支持15kbps速率
• 双接口配置：可同时保持I2C和HDQ连接

三、系统架构与工作原理

1. 功能框图

![系统架构图]

• ?传感前端?：包含差分检测放大器（SRP/SRN）和12位ADC
• ?处理核心?：定制RISC处理器（4.2MHz主频）
• ?存储系统?：32KB闪存+4KB数据闪存+2KB SRAM
• ?安全模块?：SHA-256加速器

2. 阻抗跟踪技术

通过实时测量电池阻抗变化，结合专有算法：

1. 动态更新完全充电容量(FCC)
2. 补偿温度对容量的影响
3. 预测剩余运行时间(Run Time to Empty)
4. 计算健康状态(State of Health)

3. 工作模式

• ?正常模式?：250ms更新周期，全功能运行
• ?睡眠模式?：可配置采样间隔（典型11μA）
• ?深度睡眠?：仅维持库仑计数（典型9μA）
• ?休眠模式?：等待通信唤醒（典型3μA）

四、PCB设计指南

1. ?检测路径布局?：
   • SRP/SRN走线对称等长
   • 0.1μF滤波电容紧邻器件引脚
   • 避免检测路径与开关电源平行走线
2. ?热管理?：
   • 利用VSS引脚作为主要散热路径
   • DSBGA封装需注意焊接工艺（0.4mm球距）
3. ?EMI防护?：
   • BAT_SNS采用开尔文连接
   • 数字与模拟地分区布局
   • I2C线路串联22Ω电阻抑制振铃