芯动神州八通道同步采样ADC在电池化成测试设备中的应用

引言 

16位8通道采样产品市场需求强烈

芯动神州的ADCS8162是16位，8通道同步采样模数数据采集系统（DAS）。各器件均内置模拟输入箝位保护、二阶抗混叠滤波器、跟踪保持放大器、16位电荷再分配逐次逼近型模数转换器（ADC）、灵活的数字滤波器、2.5V基准电压源、基准电压缓冲以及高速串行和并行接口。

所有通道均能以200Ksps采样率同步采样。

ADCS8162采用5V单电源供电，可以处理±10V和±5V真双极性输入信号，同时所有通道均能以高达200Ksps的吞吐速率采样。

输入箝位保护电路可以耐受最高达±16.5V的电压。无论以何种采样频率工作，ADCS8162的模拟输入阻抗均为1MΩ。它采用单电源工作方式，具有片内滤波和高输入阻抗，因此无需驱动运算放大器和外部双极性电源。

ADCS8162抗混叠滤波器的3dB截止频率为22KHZ，当采样速率为200Ksps时，它具有40dB抗混叠抑制特性。

灵活的数字滤波器采用引脚驱动，可以改善信噪比（SNR），并降低3dB带宽。与ADI公司的AD7606和TI公司的ADS8588S兼容。

ADCS8162典型原理框图

ADCS8162功能特性

■ 单电源操作 +2.5V~+5.5V

■ 8路同步采样输入

■ 真双极性模拟输入范围: ±10 V, ±5 V

■ 5 V 单模拟电源 2.3 V to 5 V VDRIVE

■ 模拟输入箝位保护

■ 具有1 MΩ 模拟输入阻抗的输入缓冲器

■ 二阶抗混叠模拟滤波器

■ 片内精密基准电压及缓冲 5ppm/℃ 温漂

■ 所有通道16位、 200 kSPS ADC 

■ 通过数字滤波器提供过采样功能

■ 灵活的并行/串行接口

   SPI/QSP/MICROWIR /DSP兼容

■ 模拟输入通道提供7 kV ESD额定值

   输入通道 89 dB SNR, −106 dB THD

■ ±0.5 LSB INL, ±0.5 LSB DNL

■ 低功耗: 130 mW 待机模式: 35 mW

■ 温度范围: −40°C to +85°C

■ 64引脚 LQFP封装

化成测试设备方案介绍

在全球碳中和的宏观背景下，新能源汽车市场迎来爆发式增长，带动动力电池装车量持续提升。电池分容化成是电池生产过程中的重要环节，电池厂商对大容量动力电池分容化成测试设备提出了更高的要求：

1.需要多通道并联实现更大的电流。

2.可以实现更低成本的串联充电(需要高共模电流电压采样)。

3.电池分容需要更高精度的电流电压采样（一般0.05%采样精度）。

4.  低成本，高可靠性。

更加灵活的数字闭环拓扑架构更加适应当今BFT设备的要求。能够更方便的实现多通道错相并联，以达到更大电流测试能力。

该方案一般需要一颗高精度多通道的同步SAR ADC，采样电池电压电流。

该ADC在全温度段的采样精度成了影响BFT设备精度的关键。其具体电路拓扑架构如图所示：

电池分容化成数字闭环拓扑架构图

芯动神州ADCS8162产品优势

ADCS8162在无过采样情况下其信噪比能达到89dB，能够帮助BFT设备实现更高精度的电压电流调节。更低的THD和INL性能助力实现更加稳定的数字闭环。

ADCS8162非常适合应用于电池分容化成的高精度采样，同时ADCS8162性能上可对标ADI AD7606与TI ADS8588S。

超低的功耗实现更低成本的电源供电系统，同时降低功耗可以降低结温提升系统的可靠性。





审核编辑：刘清