【導讀】jinnianlai，wushengxichenqihesaodijiqirenyuelaiyuepuji，geirenmendeshenghuodailailejidadebianli。erdianchibaozuoweixichenqihesaodijiqirendehexinbujian

，bujinguanxidaochanpindeshiyongtiyan，tongshiyeguanxidaoyonghudeshengminganquan
，yincixuyaogewaidiguanzhu。

無繩吸塵器電池包目前市麵上主要為7串電池組，有時也會為5串或6串。而掃地機器人的電池包，目前主流則為4串。根據不同的需求，可以將吸塵器/掃地機器人電池組的BMS拓撲分為三類：電量計型，模擬前端+MCU型，硬件保護型。下麵分別對這三種BMS拓撲以及相應的TI產品進行介紹。

電量計型

如圖1所示為電量計型BMS拓tuo撲pu示shi意yi圖tu。僅jin電dian量liang計ji單dan顆ke芯xin片pian，結jie合he電dian流liu采cai樣yang電dian阻zu
，保bao護hu開kai關guan構gou成cheng電dian池chi包bao。該gai方fang案an的de優you點dian是shi使shi用yong單dan顆ke芯xin片pian即ji可ke實shi現xian電dian量liang計ji算suan，電dian池chi監jian控kong以yi及ji保bao護hu。

圖1. 電量計型BMS拓撲

圖1中采用的電量計為BQ40Z80。該電量計支持2-6s電池組，采用TI特有的阻抗跟蹤算法
，電量精度可達1%，並且能夠對電池老化進行跟蹤，在電池老化的情況下仍然能夠保證高電量精度。BQ40Z80集成了過壓，欠壓，過流，短路，過溫
，欠溫等20duozhongbaohugongneng，keyiduidianchijinxingquanfangweidebaohu。erjichengdegaobianqudongzekeyibaozhengjishizaibaohuchufahou
，dianliangjirengrannenggouhezhujijinxingtongxin。ciwai，BQ40Z80還集成了內部均衡電路，保證了不同電芯之間的電量均衡，延長了設備的整體續航時間，提升用戶體驗。

此外，對於4串的電池包
，還可以使用BQ40Z50，支持2-4s
，功能和BQ40Z80類似，感興趣的讀者可以在TI官網上查找完整的產品資料
，本文不再贅述。

模擬前端+MCU型

圖2所示為模擬前端+MCU型BMS拓撲示意圖。該拓撲與電量計型類似，隻是將電量計替換為模擬前端和MCU。該拓撲和電量計型拓撲相比
，該方案不再自帶電量計算功能，但仍可通過MCU結合電壓電流采樣數據進行電量計算，電量精度取決於采樣精度和電量算法。

圖2. 模擬前端+AFE型BMS拓撲

圖2中采用的模擬前端為BQ76942，支持3-10s應用。BQ76942同(tong)樣(yang)集(ji)成(cheng)了(le)過(guo)壓(ya)
，欠(qian)壓(ya)
，過(guo)流(liu)，短(duan)路(lu)，過(guo)溫(wen)，欠(qian)溫(wen)等(deng)多(duo)種(zhong)保(bao)護(hu)功(gong)能(neng)，可(ke)以(yi)對(dui)電(dian)池(chi)進(jin)行(xing)全(quan)方(fang)位(wei)的(de)保(bao)護(hu)。集(ji)成(cheng)的(de)高(gao)邊(bian)驅(qu)動(dong)則(ze)可(ke)以(yi)保(bao)證(zheng)即(ji)使(shi)在(zai)保(bao)護(hu)觸(chu)發(fa)後(hou)
，仍(reng)然(ran)能(neng)夠(gou)和(he)主(zhu)機(ji)進(jin)行(xing)通(tong)信(xin)。此(ci)外(wai)，BQ76942也集成了內部均衡電路，保證了不同電芯之間的電量均衡，延長了設備的整體續航時間。對於低邊保護方案，推薦使用TI的BQ76930 (6-10s)和BQ76920 (3-5s)，當然也可以和TI的高邊驅動BQ76200搭配使用，實現高邊保護。對於MCU
，TI的430係列有豐富的產品，可以滿足各種應用需求
，因本文主要聚焦模擬產品，就不在此贅述。

硬件保護型

圖3所示為硬件保護型BMS拓撲示意圖。僅由保護IC，結合電流采樣電阻，保護開關構成電池包。該方案的優點很明顯： 簡單，價格便宜。但缺點同樣明顯： a. 功能有限
，僅支持保護功能
，並且保護值不可配置，靈活性較差
； b. 不具備電量計算功能，需要主機端額外具備電量計算能力。因此該拓撲更適合應用於低成本或者主機側能力較強的場合。

圖3. 硬件保護型BMS拓撲

圖3中采用的保護IC為BQ77915
，支持3-5s應用，對於5s及以上串數的應用
，可以將若幹BQ77915級聯使用
，最多可支持20s。BQ77915集成了過壓，欠壓
，過流
，短路，過溫，欠溫等多種保護。過流保護延時是可配置的。並且BQ77915也集成了內部電池均衡電路，可保證不同電芯之間的電量均衡，延長了設備的整體續航時間。

若實際應用不需要電池均衡

，則可以選擇性價比更高的BQ77905。

上述兩款保護IC，TI均提供了不同配置的型號供客戶選擇，若現有型號仍然不能滿足實際應用的需求
，可聯係對應的銷售團隊進行定製滿足要求的產品。

另(ling)外(wai)，某(mou)些(xie)產(chan)品(pin)會(hui)對(dui)保(bao)護(hu)提(ti)出(chu)更(geng)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)
，需(xu)要(yao)具(ju)備(bei)二(er)段(duan)保(bao)護(hu)
，來(lai)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)電(dian)池(chi)包(bao)的(de)防(fang)護(hu)等(deng)級(ji)。對(dui)於(yu)有(you)二(er)段(duan)保(bao)護(hu)需(xu)求(qiu)的(de)用(yong)戶(hu)，推(tui)薦(jian)使(shi)用(yong)TI的BQ7718係列產品，和BQ77915一樣，TI提供了多種配置供用戶選擇，並且若產品列表裏沒有合適的型號，同樣可以聯係對應的銷售團隊進行定製。

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