JAJAAA3 November   2025 BQ76972 , TMP61

 

  1.   1
  2.   概要
  3.   商標
  4. 1はじめに
  5. 2BQ769x2 温度測定システム
  6. 3サーミスタ測定チャネルを拡張するためのマルチプレクサ
  7. 4TMP6x を用いた温度の計算
  8. 5温度精度の改善
    1. 5.1 マルチプレクサの選定
    2. 5.2 サーミスタ端子のコンデンサ
    3. 5.3 固定抵抗の較正
    4. 5.4 テスト結果
  9. 6まとめ
  10. 7参考資料

3 サーミスタ測定チャネルを拡張するためのマルチプレクサ

しかし、これらの端子の多くは、ホストプロセッサへのアラーム割り込みや FET のターンオフを行うためのハードウェアピン制御など、システムで必要となる他の機能をサポートする場合もあります。アプリケーションで BQ76972 がネイティブでサポートできるよりも多くのサーミスタのサポートを必要とする場合、図 3-1 に示すように、追加のマルチプレクサ回路を組み込むことで対応できます。

サーミスタ マルチプレクサのブロック図図 3-1 サーミスタ マルチプレクサのブロック図

6 つのマルチファンクション端子は 4:1 マルチプレクサによって多重化され、この構成では 1 つの BQ76972 により、合計 17 個のサーミスタ、1 個の固定抵抗、6 個のグランド電圧が測定されます。TS2 端子はウェイクアップ機能のために予約されており、DEFTOFF 端子は充電および放電 MOSFET の高速ターンオフに使用されます。設計者が一部のピンを他の用途に確保したい場合、多くのバリエーションが考えられます。これらの回路は、このセクションの残りの部分で説明されている基本的な原理に基づいて変更できます。

この設計では 9 個の端子をサーミスタ入力として設定しているため、9 個の端子を測定するのに 3 回の ADCSCAN が必要となり、これを FULLSCAN と呼びます。1 回の FULLSCAN サイクルの時間は、FASTADC ＝ 1 の場合は約 94.5ms、FASTADC ＝ 0 の場合は約 189ms です。この設計では 4:1 マルチプレクサを使用して 17 個のサーミスタを測定するため、1 回の温度センササイクル (FULLTEMP) は、FASTADC ＝ 1 の場合は約 378ms、FASTADC ＝ 0 の場合は約 756ms かかります。詳細については、「バッテリ監視システムにおける電圧測定精度の改善」を参照してください。

MUX を変更するタイミングは、変更が測定の途中で行なわれた場合に測定データが破損しないように、BQ76972 の通常の測定ループと適切に調整する必要があります。このデザインでは、図 3-1 に示すように、MUX 変更のタイミングを自動的に制御する手法が採用されています。TS1 端子は、1MΩ の抵抗と組み合わせて、外部バイナリカウンタ用のクロック信号を生成するために使用されます。このバイナリカウンタは、デュアルチャネル D 型フリップフロップと OR ゲートを用いることで簡単に構成でき、その構成を 図 3-2 に示します。

バイナリカウンタ図 3-2 バイナリカウンタ

図 3-3 は、FASTADC ＝ 1 の場合のバイナリカウンタ出力信号を示しています。

バイナリ カウンタの出力信号図 3-3 バイナリ カウンタの出力信号

カウントはマルチプレクサ (MUX) を制御し、各 MUX の 3 つのサーミスタと 1 つのグランドを 6 本のピンのいずれかに切り替えるため、合計最大 18 個のサーミスタをサポートします。グランド チャネルはマルチプレクサ回路の診断に使用されます。つまり、1 つのピンで 4 回の測定ごとにグランドが検出される場合、マルチプレクサは正常に動作していることになります。18 のチャネルのうちの 1 つは、温度測定キャリブレーション用に高精度の固定抵抗に接続されています。

9 本のピンは、CFETOFF、DFETOFF、ALERT、TS1、TS2、TS3、HDQ、DCHG、および DDSG の順序で測定されますが、BQ76972 はサーミスタ入力として設定されているピンのみを測定します。TS1 はクロック入力として使用されるため、TS2 は実際のサーミスタとしては使用されません。これは、TS2 は TS1 ピンの直後に測定されるため、測定に影響を及ぼす可能性がある MUX のセトリング過渡を回避するためです。BQ76972 のピン温度は 3 つのサーミスタと 1 つのグランドの間で移動するため、ホスト マイコンを介してサーミスタ関連の温度保護を実装する必要があります。

マルチプレクサは FULLSCAN サイクルごとに切り替わり、内部の多項式計算サイクルとは同期していないため、ユーザーは内部温度多項式を使用する代わりに、ADC の生データを使用して温度を計算する必要があります。ADC 生データを使用して温度を計算するために、ユーザーは次の手順を実行できます。

  1. Rpu と Rpad の格納されているプルアップ抵抗とパッド抵抗を BQ769x2 から読み出します。
  2. 選択した多機能ピンを設定：構成：ALERT ピン構成、CFETOFF ピン構成、DFETOFF ピン構成、TS1 構成、TS2 構成、TS3 構成、HDQ ピン構成、DCHG ピン構成、および DDSG ピン構成の各構成レジスタで、サーミスタ測定に構成します。
  3. 設定：アラーム：デフォルト アラーム マスク レジスタで FULLSCAN マスク ビットを設定します。
  4. 0x62 アラーム ステータス レジスタの ()[FULLSCAN] ビットを監視して、測定サイクルが完了するのを待ちます。
  5. 0x0076 DASTATUS6 () および 0x0077 DASTATUS7 () サブコマンドを送信し、多機能ピンの ADC の生カウントを読み取ります。
  6. 生 ADC カウントに 0.358µV LSB を乗算して、測定されたサーミスタ電圧 Vsense を取得します。各 FULLTEMP サイクルで、Vsense は一度、約 0V になります。
  7. マイコン内で、Vsense、Rpu、Rpad、およびマルチプレクサ スイッチ抵抗 Ron からサーミスタ抵抗 RT を逆算し、RT を温度値に変換します。