精密模拟控制器优化高效率锂离子电池制造

池电压在2.7 V 和4.2 V 范围内变化，那么差动放大器的78.1 dB CMRR 将产生187 μV 失调误差，或者36.5 ppm 满量程误差。来自CMRR 漂移的额外误差远低于1ppm，可以忽略。

差动放大器的失调漂移为5 μV/°C，或者10 ppm 满量程误差（10°C范围内）。差动放大器的增益漂移为3 ppm/°C，或者30 ppm（10°C 范围内）。基准电压漂移为40 ppm（10°C 范围）。总电压误差最大值为0.015%，如表4 所总结。

表4. 10ºC 范围内的电压测量误差

实现高精度电流测量要比高精度电压测量困难得多，因为信号电平更小而动态范围更宽。分流电阻和仪表放大器失调漂移随温度 产生的误差最大。

减少校准时间
系统校准时间可达每通道数分钟，因此减少校准时间便可降低制造成本。若每通道需3 分钟，则96 通道系统便需要4.8 小时来执行校准。电压和电流测量路径有所不同，因为电流极性会发生改变，且失调和增益误差在各种模式下均有所不同，因此需单独校 准。若没有低漂移元件，就必须针对每一个模式进行温度校准，导致校准时间非常长。

当AD845x 在充电和放电模式之间切换时，内部多路复用器将在到达仪表放大器和其他信号调理电路之前改变电流极性。因此， 仪表放大器将始终获得相同的信号，无论处于充电还是放电模式，且增益误差在两种模式下均相同，如图7 所示。多路复用器的电阻在充电和放电两种模式下不同，但仪表放大器的高输入阻抗使得此误差可忽略不计。

从系统设计角度而言，两种模式下具有相同的失调和增益误差意味着单次校准可消除充电和放电模式下的初始误差，使校准时间减半。此外，AD845x 具有极低漂移，对其进行单次室温校准即可， 无需在不同温度下进行校准。考虑到整个系统寿命期间所需的校准，节省的时间可转化为成本的大幅下降。

减少纹波
从线性拓扑转换到开关拓扑后，系统设计人员面临的问题之一是电压和电流信号中的纹波。每一个开关电源系统都会产生一些纹波，但在高效率、低成本要求的PC 和其他大用量电源管理应用中稳压器模块的推动，技术变革非常快。精心设计电路和PCB 布局， 可以减少纹波，使得开关电源可以为一个16 位ADC 供电而不会降低其性能，详见AN-1141 应用笔记用开关稳压器为双电源精密 ADC 供电。此外，ADP1878 同步降压控制器数据手册提供有关高功率应用的更多信息。大部分开关电源使用单级LC 滤波器，但 若需要更佳的纹波和更高的系统精度，则双级LC 滤波器将有所帮助。

均流控制
AD8450 支持方便的纯模拟均流，是结合多通道实现高容量电池化成和测试的快速、高性价比之选。例如，可以利用一个5 V、20 A单通道设计，三个相同的通道均流后可产生5 V、60 A 系统。采用AD8450 和一些无源器件即可实现均流总线和控制电路。与单通道设计相比，这是一种高性价比方式，因为可以使用低成本功率电子器件，无额外开发时间。详情可参见 AD8450 数据手册。

图7. AD845x 在充电和放电模式下具有相同的失调和斜率

结论
AD8450、AD8451和 ADP1972 简化系统设计，具有优于0.05%的 系统精度和超过90%的能效，有助于解决可充电电池制造瓶颈问题，同时为环保技术的普及做出贡献。开关电源可为现代可充电电池的制造提供高性能、高性价比解决方案。