請訪問：analog.com

應用簡介能源消耗始終是全球需要面對的普遍問題。市場期待更安全、更乾淨、更高效且更低成本的電源。由此催生了混合動力和電動汽車、太陽能和風能技術這些解決方案，它們共同的關鍵因素是鋰離子電池。隨著這三大領域迅速增長，鋰離子電池在節能方面將發揮越來越重要的作用。

鋰離子電池製造程式非常複雜，包括電極生產、堆疊結構、單元裝配。之後還要執行電氣測試，啟動電池功能並評定電池容量,確定額定性能和價格。為了在鋰離子電池製造過程中執行這些電氣測試，需要高度整合、高效率和高精準度的測試設備，這也正是ADI公司基於AD8452解決方案的亮點所在。與第一代IC

AD8450/AD8451+ADP1972/ADP1974相比，第二代整合IC的尺寸更小，更強固且性價比更高。

系統設計考慮因素

效率

眾所周知，用於小容量電池的線性測試設備在充電和放電過程中將會消耗大量功率。線性測試設備能效低，會給設備硬體設

方案編號：APM_Li-Battery_2018

ADI鋰離子電池測試設備解決方案

計帶來嚴重的散熱問題。ADI AD8452解決方案基於PWM架構，有助於解決這一問題。與第一代解決方案相比，AD8452解決方案可保持高效率，在10 A充電模式下可實現94%效率。

精準度

為了獲得準確的鋰離子電池容量，需要精確測量充電和放電模式下的電流和電壓。結合系統中的高精準度ADC、DAC和其他元件，ADI公司基於AD8450/AD8451+ADP1972/ADP1974的解決方案可實現高精準度測量和設置。

低系統成本� 更高的開關頻率支援使用尺寸更小、價格更低的功率元件，

如電感、電容等

� 能源回收利用有助於降低營運成本

� AD8452採用獨特的儀錶放大器設計，製造過程中的校準時間可縮短1/ 2，保固時間可更長

� 更高整合度的解決方案可提供小尺寸系統，使設備機架和維護成本更低

2 ADI鋰離子電池測試設備解決方案

1. 用於電池測試和化成系統的整合式精密類比前端、控制器和PWM

AD8452

2. 多工器 3. 微控制器 4. ADC 5. DAC 6. 基準電壓源 7. MOS驅動器 8. 電源管理ADG528F/ADG5408/

ADG658ADuC7060/ADuC7061 AD7173-8/AD7124-8

AD5686R/AD5668/AD5676R

ADR3450/ADR4550ADuM7223/ADuM3223

ADP2441/ADP7102/ADM8829

ADI解決方案

系統方塊圖

1. 下面是從直流匯流排到電池的系統方塊圖，包括微控制器、類比前端和控制器、PWM控制器、高壓MOSFET驅動器、功率級（MOSFET、電感、電容、分流電阻）、電壓/電流讀取(ADC)以及電壓/電流設置(DAC)。

2. M

ux

8. PowerManagement

6. Reference

VMEA

CV Loop

PGDA

PGIA

IMEA ModeISETIVE

VINT

CC Loop

1. Precision Integrated Analog Front End, Controller, and PWM for Battery Test

and Formation Systems

VSETVVE

Comp-

AGND SS

CLP CLN

VCC

VREG

CHG/DIS

EN

SYNC

SCFG

FREQ

Q2L1 Rcl RSQ1

Multiple Channels

DC Bus

Discharging Charging

Bat

tery

or

Bat

tery

Pac

k

Co

mp

ensa

tio

nN

etw

ork

s C

v

7. MOSFET Driver

3. Microcontroller

4.0 VClock

Buf

5. DAC

4. ADC

LDO

DH DL

VINT

VCC VEE

5. DAC

CC/CVTrans

Co

mp

ensa

tio

nN

etw

ork

s C

V

Buck and BoostPWM Controller

Figure 1. Block diagram from dc bus to battery.

請訪問：analog.com 3

注：如需展示板的更多資訊，請通過本文末尾列出的聯繫方式聯繫ADI公司，或者聯繫銷售代表。

系統性能ADI公司製作了AD8452展示板，可根據以下圖表驗證其效率和精準度。對於該同步降壓和升壓電源系統，直流匯流排輸入為12 V，最大充電/放電電流為10 A。

效率

在最大額定值10 A CC模式（充電和放電功能均如此）及3.3 V負載條件下，展示板的效率可以約為94%。

精準度

校準初始精準度之後，電流的精準度包括溫漂、全電流範圍（0 A至20 A）內的線性度、短期穩定性（雜訊）和全電壓範圍（0 V至3.6 V）內的CMRR。在展示板上驗證的結果是，該ADI解決方案的典型電流精準度為0.01%以下(25°C ± 10°C)。對電壓精準度可以進行類似的分析，經過此展示板驗證，它同樣在0.01%

以下。

Figure 2. AD8452 demo board.

4 ADI鋰離子電池測試設備解決方案

主要產品產品型號 描述 優勢用於電池測試和化成系統的整合式精密類比前端、控制器和PWM

AD8452

電壓和電流的精確測量；充電和放電模式下針對CC和CV的獨立回授控制模組；針對充電/放電的常見SMPS控制；使用者控制開關頻率範圍：50 kHz至300 kHz；具可調相移的同步輸出或輸入；可程式設計軟啟動

高精準度、工廠調整儀錶和差動放大器；在整個溫度範圍內保持穩定：失調電壓漂移<0.6 μV/°C（最大值）；增益漂移： <3 ppm/°C（最大值）；電流檢測CMRR：最小值120 dB

微控制器

ADuC7060

ARM7TDMI®內核，16/32位元RISC架構；整合雙通道8 kSPS、24位元 ADC；5通道主ADC和多達8通道輔助ADC；ADC在單端或差動輸入模式下工作；PGA位於主通道中，緩衝器位於次要通道中；單通道14位元電壓輸出DAC；32 kB快閃記憶體、4 kB SRAM；UART串列I/O和I2C；多達14個GPIO；16位元、6通道PWM

低功耗；整合精密ADC和DAC；內建精密基準電壓源±10 ppm/°C； 48引腳LFCSP和LQFP

ADC

AD7173-8 31.25 kSPS、24位元、低功耗、8個全差動/16個單端通道多工Σ-Δ型類比數位轉換器

高速、高解析度；2.5 V精密基準電壓源3.5 ppm/°C；精密類比緩衝器

AD7124-819.2 kSPS、24位元、8個全差動/16個單端通道多工Σ-Δ型類比數位轉換器，PGA整合、可程式設計增益1至128

高速、高解析度；2.5 V精密基準電壓源15 ppm/°C；PGA整合

DAC

AD5676R16位元8通道DAC；±3 LSB INL（最大值）；50 M SPI介面；2 ppm/°C基準電壓源

高解析度、高線性度、高整合度；20-TSSOP封裝；2 ppm/°C基準電壓源

AD5689R16位元2通道DAC；±2 LSB INL（最大值）；可選增益1和2；50 M SPI介面 高解析度、高線性度；2.5 V精密基準電壓源2 ppm/°C

AD566816位元8通道DAC；SPI匯流排；1.25 V/2.5 V、5 ppm/°C內建基準電壓源 高整合度；16引腳TSSOP、16引腳LFCSP

基準電壓源

ADR3450 5 V基準電壓源，極低漂移：8 ppm/°C（最大值），2.5 ppm/°C （典型值），低雜訊：35 μV p-p（0.1 Hz至10 Hz），長期穩定性：30 ppm/√1000 hr

低漂移、穩定、低成本基準電壓源。ADR34xx系列還提供許多輸出電壓選

ADR4550 5 V基準電壓源，極低漂移：2 ppm/°C（最大值），低雜訊： 2.8 μV p-p（0.1 Hz至10 Hz），長期穩定性：25 ppm/√1000 hr

低漂移、超穩定、低雜訊基準電壓源，ADR45xx系列還提供許多其它輸出電壓選項

電源管理ADP2441 36 V輸入、1 A同步降壓調節器；開關頻率：300 kHz至1 MHz 高輸入電壓；高效率：最高可達94%

ADP710220 V輸入LDO，300 mA輸出電流，低雜訊15 μV rms，7個固定輸出電壓版本和可調版本 高輸入電壓、低雜訊LDO

ADM8829電荷泵電壓反相器；輸入+1.5 V至+5.5 V反轉產生–1.5 V至–5.5 V輸出；輸出電流：25 mA

簡單易用，99%電壓轉換效率

MOSFET驅動器

ADUM72234 A隔離式、半橋閘極驅動器；高工作頻率：1 MHz（最大值）； 3.3 V至5 V輸入邏輯；4.5 V至18 V輸出驅動，LGA封裝 獨立且隔離的高端和低端輸出；13 LGA封裝

ADUM32234 A隔離式、半橋閘極驅動器；高工作頻率：1 MHz（最大值）； 3.3 V至5 V輸入邏輯；4.5 V至18 V輸出驅動，SOIC封裝 獨立且隔離的高端和低端輸出；16 SOIC封裝

多工器

ADG528F8通道多工器；±15 V雙電源供電；故障和過壓保護 （–40 V至+55 V） 故障和過壓保護；防閂鎖

ADG5408 8通道多工器；±9 V至±22 V雙電源供電；13.5 Ω導通電阻 高壓軌、防閂鎖；低導通電阻ADG658 8通道多工器；±6 V雙電源供電；<1 nA漏電流；50 Ω導通電阻 低洩漏；低導通電阻

請訪問：analog.com 5

設計資源基準電壓源

� APM(每月應用)

鋰離子電池測試設備解決方案—

analog.com/APM/battery_solution_2011_en.pdf

� 類比對話 精密類比控制器優化高效率鋰離子電池製造— analog.com/

en/analogdialogue/li_ion_battery

� AD8450/AD8451補償器設計工具—

analog.com/en/AD8450

欲查看有關氣體探測器的其他資源、工具和產品資訊，請訪問：analog.com/en/instrumentation

線上技術支援社群

線上支援社群造訪ADI線上支援社群，與ADI技術專家互動。提出您的棘手設計問題、瀏覽常見問題解答，或參與討論。

ez.analog.com

客戶支援郵箱cic.asia@analog.com

免費樣片申請analog.com/sample

技術支援熱線1-800-419-0108 (India)

886-2-2650-2888 (Taiwan)

82-2-368-2500 (Korea)

©2018 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective ownersAhead of What’s Possible is a trademark of Analog Devices.BR20024tc-0-3/18

analog.com

Analog Devices, Inc. Worldwide Headquarters

Analog Devices, Inc. One Technology Way P.O. Box 9106 Norwood, MA 02062-9106 U.S.A. Tel: 781.329.4700 (800.262.5643, U.S.A. only) Fax: 781.461.3113

Analog Devices, Inc. Europe Headquarters

Analog Devices GmbH Otl-Aicher-Str. 60-6480807 Munich Germany Tel: 49.89.76903.0 Fax: 49.89.76903.157

Analog Devices, Inc. Japan Headquarters

Analog Devices, KK New Pier Takeshiba South Tower Building 1-16-1 Kaigan, Minato-ku, Tokyo, 105-6891 Japan Tel: 813.5402.8200 Fax: 813.5402.1064

Analog Devices, Inc. Asia Pacific Headquarters

Analog Devices 5F, Sandhill Plaza 2290 Zuchongzhi Road Zhangjiang Hi-Tech Park Pudong New District Shanghai, China 201203 Tel: 86.21.2320.8000 Fax: 86.21.2320.8222