联合电子(UAES)的一款BMS控制板学习与分析（上）基本信息

日子过得依然很快，一晃五一都过了，四月份有点忙，精力跟不上，所以没更新，在五一期间好好休息调整了一下；我最近晚上保持在十二点前躺下，并且躺下后不看手机，这样睡眠质量就很好。今天一起学习下最差情况电路分析（WCCA）怎么做，里面有些事情是我们实际下手做了才知道。 首先看下这个标准《GJB/Z 223-2005 最坏情况电路分析指南》，这个标准定义了WCCA相关背景概念，也是我们能找到的比较对口的参考材料；具体地，里面介绍了计算WCCA的几个方法，并给出了实例，包括极值法、平方根法、蒙特卡洛方法。上面的标准建议大家仔细阅读下，接下来我们找个电路来做下WCCA，就拿典型的高压采样电路来讲，如下图：此电路分压电阻为5个1MΩ，采样电阻为5.1KΩ，分压后由BJB芯片采样，假设输入电压为1000V。接着我们把这三种关键器件的BOM自己定义一下：例如选用YAGEO的AC普通车规厚膜电阻为例，BJB选择常用的2950，简要看下怎么计算。 位号 型号 描述 厂家 R1/R2/R3/R4/R5 AC1206DR-071ML 1MΩ/1206/0.5%/100PPM YAGEO R6 AC0402DR-075K1L 5.1KΩ/0402/0.5%/100PPM YAGEO BJB ADBMS2950 / ADI 做WCCA的主要核心逻辑为三点，如下： 1、建立电路中关键器件参数公差表 2、建立电路输出性能与参数的函数关系 3、在参数的公差范围内，计算输出最大值和最小值 那么我们首先要建立上面这些关键器件的公差表，对于电阻来讲其关键参数是阻值，对BJB来讲关键参数是ADC的精度；公差表的建立方法可参考降额标准的附录B，里面讲述了引起器件参数变化的因素有两种类型：随机性变化与偏置性变化，处理时将随机性偏差当成正态分布处理，即求取其平方根值，偏置性偏差直接代数累加，最终再将二者相加。标准中实际举例如下图：针对电容的容值做了一个公差表，其中将影响容值的各个主要因素做了一个罗列，并分成偏置性偏差与随机性偏差两种，填写上具体数值，最终得到电容的最大值与最小值。我们按照此思路来具体计算一下，先看下AC系列电阻影响阻值的因素有哪些；在其规格书中列出了很多阻值变化的影响因素，这里就需要做一个取舍，如果把所有因素都考虑进来的话精度会很差，过于严苛也没有实际应用意义，所以可以考虑实际会遭遇到的因素，例如初始阻值误差、温漂、焊接后的阻值漂移、老化等，这些量值都可以在规格书中找到；需要说明的是影响因素的取舍需要各自结合实际来判断，这里给不出严格意义上的标准。接着我们也同样做一个公差表出来，下表是1MΩ电阻的公差表：其中初始阻值为±0.5%，焊接和老化直接从规格书中得到；温漂的话需要转换一下，按照±100ppm/℃、最大温差65℃来计算，得到±0.65%；除此之外，对于分压电阻还要考虑一个电压系数，一般为负值，这里假设是-20ppm/V，那么每个电阻分压100V就对应偏差为-0.2%；如果是5.1KΩ采样电阻的话，电压系数基本可以不考虑；最终把这些值按照前面的规则叠加在一起，就得到了最小最大值。我们再看下得到的最差值，本来是0.5%精度的电阻，叠加主要影响因素之后，阻值精度就达到了将近1.5%，这个确实是比较出人意料的哈。 假如我们选择YAGEO的车规薄膜电阻AT系列，做相同的计算得到下表：AT薄膜电阻我们可以选择到精度±0.1%，温漂±25ppm/℃，而焊接与老化后的偏差更低，电压系数也更低，最终得到的阻值精度最差大概为0.4%，所以这个就是我们之前多采用薄膜电阻来做高压采样的原因（除了电化学腐蚀这个缺点外，薄膜电阻的精度优势太大了）。然后是BJB的ADC采样误差计算，从BJB的规格书中可以得到其ADC影响精度的各个因素大小，还提供了1V以上的总误差（TME），如果为了省事可以直接采样TME误差，但如果未提供TME误差，那需要按照前面的方式，将主要影响因素做叠加；ADC精度的主要影响因素有增益、失调电压、非线性和噪声，这里不展开，直接采取TME误差的±0.2%来计算。总结： 篇幅原因，后面再接着写吧，今天就洗洗睡了；以上所有，仅供参考。来源：新能源BMS