Freescale Semiconductor Intelligenter Sensor für die Überwachung von Autobatterien

Der intelligente Batteriesensor (IBS) MM912J637 von Freescale Semiconductor ermöglicht eine präzise Messung von Spannung, Strom und Temperatur von Bleisäurebatterien und er kann daraus dann auch noch den Batteriezustand errechnen.

Mit dem MM912J637 IBS können die Entwickler die Schlüsselparameter von Batterien präzise messen können. In nur einem Gehäuse wurden für diesen Baustein ein S12-Mikrocontroller und eine integrierte Analogsteuerung in SMARTMOS-Technologie kombiniert. Der MM912J637 IBS wird den Ansprüchen der Automobiltechnik in Bezug auf ESD-Schutz, EMV-Verträglichkeit und Zero-Defect-Qualität gerecht. Er ist voll nach AEC-Q100 für einen Betrieb von -40 bis +125 °C automotive-qualifiziert und zeichnet sich durch minimale Verbrauchswerte in der Zielapplikation aus. Der Baustein wird im kompakten, 7 x 7mm großen QFN-Gehäuse in so genannter »Wettable Flanks«-Technologie geliefert, welche eine optische Inspektion in der Fertigung ermöglicht.

Der voll integrierte Batterieüberwachungsbaustein von Freescale kann über eine LIN-Schnittstelle (Local Interconnect Network) kommunizieren. Er beinhaltet einen 16-Bit-A/D-Wandler mit zwei Kanälen für die gleichzeitige Messung von Batteriespannung und -strom sowie einen unabhängigen 16-Bit A/D-Wandler für die Erfassung der Temperatur. Der IBS sorgt mit seiner hohen Auflösung für eine präzise Überwachung, und das selbst unter widrigsten Bedingungen. Er erlaubt eine saubere Analyse des Gesamt-, des Lade- und des Funktionszustandes der Batterie. Über das automotive-zertifizierte LIN-Netzwerk im Fahrzeug können diese Parameter periodisch oder auf Anforderung kommuniziert werden.

Der MM912J637 ermöglicht über einen externen Shunt-Widerstand am Minuspol der Batterie eine präzise Messung des Batteriestroms. Die Batteriespannung wird mit Hilfe eines seriellen Widerstands am Pluspol der Batterie exakt bestimmt. Der integrierte Temperatursensor erlaubt bei Anbringung an der Batteriehalterung die genaue Bestimmung der Temperatur.

Technische Daten des MM912J637 IBS:

Messung der Batteriespannung:

  • Dezidierter 16-Bit ΣΔ A/D-Wandler zweiter Ordnung, voller Messbereich 3,5 bis 28V mit einer Genauigkeit von 0,15 % bei 5,18V
  • Abtastung gleichzeitig mit dem Strompfad
  • Gemeinsame programmierbare Signalfilterung mit dem Strompfad

Differentielle Messung des Batteriestroms:

  • Dezidierter 16-Bit ΣΔ A/D-Wandler zweiter Ordnung mit PGA (Programmable Gain Amplifier) mit acht programmierbaren Verstärkungsfaktoren
  • Automatische Verstärkungsregelung über dezidierte Steuerelektronik
  • Messbereich bis zu +/-2000A mit einer Genauigkeit von 5mA und einer Auflösung von 1mA

Temperaturmessung:

  • Auf dem Chip integrierter Temperatursensor
  • Dezidierter 16-Bit-A/D-Wandler mit Antialiasing-Filter
  • Genauigkeit: +/-2K (-20 bis 60°C) bzw. +/-3K (-40 bis 125°C)

Normalbetrieb und Stromsparmodus:

  • Integration der Stromwerte über 32-Bit Akkumulator im Stromsparmodus
  • Programmierbare Schwellenwerte für die Stromerfassung im Stromsparmodus
  • Programmierbarer Wake-Up-Timer, Weckfunktion per LIN triggerbar

Intelligentes System-Level-Management:

  • Interner Oszillator mit 1% Genauigkeit
  • Kommunikation über LIN 2.1-, LIN 2.0-Schnittstelle mit Fast-Mode für die Flashprogrammierung via LIN
  • Leistungsstarke 16-Bit S12 CPU (32MHz, 128k Flash, 6k RAM, 4k Datenflash)
  • Schneller Bus zwischen den beiden Chips, die Register des Analog-ICs werden transparent in die Register der MCU gespiegelt mit automatischer Synchronisation und Fehlererkennung

Der intelligente Autobatteriesensor MM912J637 von Freescale steht ab sofort in Musterstückzahlen zur Verfügung, Produktionsstückzahlen sind für September 2011 geplant. Evaluationskits und Softwaretools sind bereits jetzt erhältlich.