一种高的12V汽车电池的高侧检测设计和实现

图1：用于高侧汽车电池检测的奥地利微电子双芯片传感器接口功能模块

　　如上所述，汽车电池传感器对的要求非常高。显然，分流电阻的温度漂移必须非常小，因为任何分流电阻值漂移都将直接影响传感器产生的电流读数。

　　由于这个原因，这里描述的奥地利微电子的电路采用了一个德国伊萨公司（Isabellenhuette）的100μΩ BAS分流电阻。这种分流电阻使用锰铜合金作为电阻性元件。其温度系数不仅低，且同样重要的是它的塞贝克系数与铜相似。这意味着，当插入到一个铜轨时，由于信号产生而形成的热电偶效应是微不足道的。分流电阻值随时间的变化也很小，且可以预见。

　　极宽的测量范围

　　汽车电池传感器设计中有挑战性的方面是在很宽的电流范围--1mA至1kA下进行非常的测量。这要求传感器接口的测量范围大于100mV,且分辨率优于1μV.

　　这种测量系统的主要特点是：

　　* 噪声非常低

　　* 高线性

　　* 零偏移

　　无偏移测量系统通常采用连续偏移消除技术。本文提及的高侧电池传感器解决方案是通过一系列信号调理功能实现汽车的零偏移：

　　* 斩波模拟传感器信号

　　* 放大和电平移位斩波信号

　　* 对数字化信号

　　* 数字域再斩波

　　这种架构有助于消除偏移和传感器接口的整个测量路径的低频噪声成分。

　　如图1所示，模拟信号斩波器位于AS8525的输入焊点，它在标称14V共模输入电压下接收分流信号。斩波信号通过可编程增益放大器（PGA）放大，电平转换到一个低共模电压，并转发到AS8510模数转换器（ADC）。（在此应用中，AS8510的内部斩波器必须禁用，且PGA必须旁路。）专用的Chop_Clock引脚必须启用，以支持平均和斩波功能的同步。

　　对于电压测量，电池电压由AS8525内部的精密电阻衰减器进行衰减，并以差分形式转发到AS8510的第二个数据采集通道（见图2）。该通道可以复用外部或内部温度传感器的输入通道。

　　从功能模块的划分来看，AS8525具备每个与实际电池电压相关的功能，但低电压信号调理功能是在AS8510内实现的。AS8525是由0.35微米60V CMOS技术制造的，它也提供了两个带有上电复位和电压监控的低压降稳压器（LDO），以及一个LIN总线收发器和高电压衰减器。系统设计人员可以选择使用AS8525内的两个独立的LDO,将来自AS8510数字部分的模拟信号与来自微控制器的信号分离开来。

　　温度检测有两个选择：如果传感器位于电池极，AS8510的内部温度传感器能通过电池极、分流电阻和PCB拾取电池温度。另外一个选择，如果传感器的电子部分位于远离电池的另一车厢，就要使用外部温度传感器。