Texas Instruments bq27Z558 Impedance Track? 電量計是一款高度集成的高精度1節(jié)串聯(lián)電池電量計，配有閃存可編程自定義精簡指令集CPU (RISC)。它還包括適用于鋰聚合物和鋰離子電池組的SHA-256身份驗證。能使用1節(jié)串聯(lián)電池，也能并聯(lián)電池提高電池容量。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments bq27Z558 Impedance Track?電量計數(shù)據(jù)手冊.pdf

Texas Instruments bq27Z558電量計通過HDQ和I^2^C兼容單線接口進行通信。這些器件包括多個關鍵功能，有助于促進準確的電量監(jiān)測應用。集成溫度傳感功能（內(nèi)部和外部選項）可實現(xiàn)系統(tǒng)和電池溫度測量。

特性

• 支持低至1mΩ的高側(cè)和低側(cè)電流檢測電阻
• 支持電池組側(cè)電量監(jiān)測，包括增強健康狀態(tài) (SOH) 算法
• 基于預測OCV的快速Q(mào)MAX更新選項
• SHA-256身份驗證響應器，用于提高電池組安全性
• 精密的充電算法
  • JEITA
  • 增強型充電
  • RSOC充電補償選項
• 兩個獨立ADC
  • 支持電流和電壓的同步采樣
  • 高精度庫侖計數(shù)器，輸入偏移誤差<1μV（典型值）
• 低電壓 (2 V) 運行
• 廣泛的電流應用（1mA至>5A）
• 高電平或低電平有效的脈沖或電平中斷引腳
• 支持電池跳變點 (BTP)
• 低功耗模式（典型電池組工作范圍條件）
  • 睡眠模式： <1μA（典型值）
  • 深度睡眠模式：<9μA（典型值）
  • 休眠模式：<3μA（典型值）
  • 關閉模式：<1.9μA（典型值）
• 內(nèi)部和外部溫度檢測功能
• 診斷使用壽命數(shù)據(jù)監(jiān)控器和黑盒記錄器
• 400kHz I^2^C總線通信接口，包括用于高速編程和數(shù)據(jù)訪問的1.2V邏輯電平
• HDQ單線與主機通訊
• 緊湊型12引腳DSBGA封裝 (YPH)

功能框圖

BQ27Z558 Impedance Track?電量計技術解析與應用指南

一、產(chǎn)品核心特性與技術創(chuàng)新

BQ27Z558是德州儀器(TI)2023年11月推出的高精度單節(jié)鋰電池電量計解決方案，具有以下突破性特性：

?高精度測量系統(tǒng)?：

• 雙獨立ADC架構(gòu)：同步采樣電流和電壓
• 超低偏移誤差：<1μV典型值的庫侖計數(shù)器
• 寬電流檢測范圍：1mA至>5A（支持1mΩ檢測電阻）
• 五級功耗模式：OFF模式<1.9μA，HIBERNATE模式<3μA

?智能電池管理?：

• Impedance Track?技術：實時更新電池阻抗模型
• 增強型健康度(SOH)算法：精確預測電池老化
• 快速Q(mào)Max更新：基于預測OCV優(yōu)化容量計算
• JEITA充電算法：支持溫度分段充電控制

?安全認證?：

• SHA-256硬件加密：防止電池組克隆
• 黑盒記錄器：存儲關鍵故障數(shù)據(jù)
• 生命周期監(jiān)測：記錄極端溫度和電壓事件

二、關鍵電氣參數(shù)解析

1. 電源特性

2. ADC性能

• 庫侖計數(shù)器分辨率：3.74μV（16位）
• 通用ADC分辨率：38μV（16位）
• 轉(zhuǎn)換時間：1s（庫侖計數(shù)）/14ms（通用ADC）
• 溫度測量精度：±2°C（內(nèi)部傳感器）

3. 通信接口

• I2C速率：100kHz/400kHz
• HDQ單線協(xié)議：支持15kbps速率
• 雙接口配置：可同時保持I2C和HDQ連接

三、系統(tǒng)架構(gòu)與工作原理

1. 功能框圖

![系統(tǒng)架構(gòu)圖]

• ?傳感前端?：包含差分檢測放大器（SRP/SRN）和12位ADC
• ?處理核心?：定制RISC處理器（4.2MHz主頻）
• ?存儲系統(tǒng)?：32KB閃存+4KB數(shù)據(jù)閃存+2KB SRAM
• ?安全模塊?：SHA-256加速器

2. 阻抗跟蹤技術

通過實時測量電池阻抗變化，結(jié)合專有算法：

1. 動態(tài)更新完全充電容量(FCC)
2. 補償溫度對容量的影響
3. 預測剩余運行時間(Run Time to Empty)
4. 計算健康狀態(tài)(State of Health)

3. 工作模式

• ?正常模式?：250ms更新周期，全功能運行
• ?睡眠模式?：可配置采樣間隔（典型11μA）
• ?深度睡眠?：僅維持庫侖計數(shù)（典型9μA）
• ?休眠模式?：等待通信喚醒（典型3μA）

四、PCB設計指南

1. ?檢測路徑布局?：
   • SRP/SRN走線對稱等長
   • 0.1μF濾波電容緊鄰器件引腳
   • 避免檢測路徑與開關電源平行走線
2. ?熱管理?：
   • 利用VSS引腳作為主要散熱路徑
   • DSBGA封裝需注意焊接工藝（0.4mm球距）
3. ?EMI防護?：
   • BAT_SNS采用開爾文連接
   • 數(shù)字與模擬地分區(qū)布局
   • I2C線路串聯(lián)22Ω電阻抑制振鈴