AFE IC的基本限制来自电压基准 - 凌力尔特专家：如何用电子器件提高电动汽车的电池性能

　　AFE IC的基本限制来自电压基准

　　假如电压基准下降了1%，则所有的读数都将增加1%。电压基准是由某种物理量产生的，可以是反向偏置PN结的雪崩击穿（一个齐纳基准）、两个基极-发射极电压之差（一个带隙基准）、或一个电容器上存储的电荷（一个 EPROM基准）。每个AFE IC在生产中都进行了微调，以使电压基准的初始值非常准确。不幸的是，视IC技术的不同而不同，电压基准可能随着时间、温度、湿度和印刷电路板（PCB） 组装应力的不同而产生极大的变化。这导致一些IC厂商只提出“典型”准确度，而关于AFE IC在真实世界中会怎样表现则未提供指导。

　　要在严酷的汽车环境中运行，最佳技术是齐纳基准。数年来，凌力尔特新的LTC6804 AFE电池组监视器IC运用齐纳电压基准技术，以保持优于所需的准确度。LTC6804比前一代产品有了显著改进，前一代产品依靠带隙电压基准。例如，考虑PCB组装所产生的应力。AFE IC在焊接过程中会遭受几种热冲击。在塑料封装和铜引线框架的膨胀和收缩过程中，芯片会经受机械应力。带隙基准的表现就像一个应变计，将机械应力转换成基准电压的变化。电压基准的任何变化都会直接降低电池测量的准确度。PCB器件应力的影响示于图3，在热冲击之前和之后对10个AFE IC（3种类型）进行了测量。基准漂移以电池测量误差（单位是mV）来表示（假设采用的是一个3.3V电池）。

　　

　　

　　

　　

　　图3：生产之后的测量误差。由于真实世界因素（a）PCB组装应力、（b）湿度变化、（c）所测得的基准漂移和（d）估计的长期基准漂移而产生的3.3V电池测量误差。

　　湿度是另一个考虑因素。潮气渗进塑料封装，并改变机械应力。对应力敏感的基准会出现电压变化。最后，还有长期漂移。在IC封装组装过程中，芯片会受到应力。这种应力随着时间推移而缓慢释放，导致基准产生变化。在运行数千小时以后，这种影响会减小，这就是长期漂移规定以ppm/√kHr为单位的原因。图3显示了3000小时以后所测得的漂移以及预计15年以后的漂移。

　　总之，提高电池测量准确度可提高性能。就真实世界应用的测量准确度而言，采用齐纳电压基准的AFE IC是最佳技术，正如图3中的产品比较所示。