Linear Technology Mit LTC6811 Batteriemanagement verbessern

Integrierter Spannungsmonitor für vielzellige Hochspannungs-Autobatterien: der LTC6811.
Integrierter Spannungsmonitor für vielzellige Hochspannungs-Autobatterien: der LTC6811.

Linear Technology hat mit dem LTC6811 die vierte Generation seiner Batterieüberwachungs-ICs für Hybrid- und Elektrofahrzeuge vorgestellt. Der Baustein verfügt über eine Deep-Buried-Zener-Spannungsreferenz, Hochspannungsmultiplexer, 16-bit-Delta-Sigma-ADCs und eine galvanisch getrennte, serielle 1-Mbit/s-Schnittstelle.

Ein einziges Monitor-IC LTC6811 kann die Span­nungen von bis zu zwölf in Serie geschalteten Zellen mit einer Genauig­keit von besser als 0,04 Prozent messen. Ein internes Tiefpassfilter dritter Ordnung mit wähl­barer Grenzfrequenz (acht zur Aus­wahl) gewähr­leistet eine exzellente Rausch­unter­drückung.In der schnellsten ADC-Betriebs­art können sämt­liche Zellen inner­halb von nur 290µs gemessen werden.

Zur Über­wachung großer Batte­rien (>1.000 V) mit vielen Zellen können mehrere LTC6811 kombi­niert und gleich­zeitig betrieben werden, wobei die Steue­rung über die pro­pri­e­täre 2-Draht-isoSPI-Schnitt­stelle von Linear Technology erfolgt.Diese mit­inte­grierte Schnitt­stelle ermög­licht eine galva­nisch getrennte, gegenüber hoch­frequentem Rauschen unempfindliche Kommu­ni­ka­tion mit Daten­raten bis 1Mbit/s. Über ein Twisted-Pair-Kabel können diverse LTC6811 in einer Daisy-Chain-Konfi­gu­ra­tion mit einem gemein­samen Host-Prozes­sor kommuni­zieren.

Der Baustein ist für den Betriebstemperatur­bereich von –40 bis +125°C voll­stän­dig spezi­fi­ziert. Das IC wurde für ISO-26262-konforme Systeme ent­wickelt und bietet zahl­reiche Redundanz- und Fehlererkennungs­funk­tionen, darunter eine redundante Spannungsreferenz, eine Logiktest­schal­tung, Cross-Channel-Test, Erkennung von Kabel­unterbrechungen, Watchdog-Timer und Paket­fehler-Check an der seriellen Schnitt­stelle.

Existierende Designs, die auf dem Vorgängermodell LTC6804 basie­ren, können aufgewertet werden, indem sie den LTC6811 als direkter Ersatz nutzen. Das bringt Vorteile wie zusätz­liche Tiefpassfilter-Grenzfrequenzen, zusätz­liche passive und aktive Ladungsausgleich­funk­tionen, neue ADC-Befehle und erwei­terte Fehlererkennung für erhöhte funktionale Sicher­heit. Der LTC6811 wird von der Linduino-Techno­logie des Herstellers – einer Kombi­na­tion aus einem Arduino-Mikro­con­troller-Board und einer Soft­ware­-Biblio­thek – unter­stützt. Das Microcontroller-Board enthält einen galva­nisch getrennten USB-Port und kann direkt an das LTC6811-Demoboard ange­schlossen werden. Diese Kombi­na­tion ergibt eine komfortable Plattform für die Evaluierung des ICs und die Ent­wick­lung von darauf basie­renden Lösungen.