自2026年7月起实施的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》(GB38031-2025),标志着中国新能源汽车产业正式迈入严苛安全时代。
新规不仅明确要求电池系统在热扩散测试中必须达到“不起火、不爆炸”的标准,还新增了底部撞击测试、快充循环后的安全测试等考核,对BMS(电池管理系统)的实时监测精度和应急响应能力提出了具有变革性的要求。
近期,女子新购半年的奔驰新能源汽车在充电时发生电池热失控,3秒后自燃;浙江省一辆小鹏新能源汽车因底盘撞到石头导致电池热失控起火;一系列新能源汽车电池起火事件屡见不鲜,这也从侧面印证了新规的重要性。
三元锂电池组(图源:网络)
各大新能源车企首当其冲面临技术升级挑战。像新增底部撞击测试、快充循环后的安全测试等,要求车企重新设计电池包结构,优化热管理系统。
新国标的实施推动着BMS技术不断升级,只有将芯片级创新融入系统级设计之中,才能在合规性与用户体验之间找到最佳平衡点。
而ADA4097-2芯片能够降低23%的PCB面积,有效优化成本。其失调电压小于60μV,输入偏置电流小于30mA,能够精准感知电池状态,为BMS系统提供可靠数据。
技术特性
ADA4097-2是双路鲁棒(稳定、可靠、抗干扰能力)、精密、轨对轨输入和输出运算放大器,其输入范围为-Vs至+Vs及以上,在本数据中称为Over The Top(超上限)。
对比顶层电路图与封装图所示一模一样。
顶层电路图
封装图(图源:芯片规格书)
ADA4097-2的失调电压<60μV,输入偏置电流<0.3 nA,可以在3 V至50 V的单电源或分体式电源上运行。ADA4097-2每通道消耗32.5μA的电源电流。
ADA4097-2 Over The Top输入级具有针对恶劣环境的强大输入保护功能。输入可以承受高达80V的差分电压,而不会损坏或降低直流精度。
ADA4097-2的单位增益稳定,每个通道可以驱动高达20mA的负载需求。还可以驱动高达200pF的电容性负载。放大器可在低功耗关断的情况下使用。
工作原理
ADA4097-2是性能可靠的电压反馈放大器,它将单位增益稳定性与低失调、低失调漂移以及53 nV/√Hz的输入电压噪声相结合。下图显示了ADA4097-2的示意图。
ADA4097-2示意图(图源:芯片规格书)
ADA4097-2有两个输入级:一个是共发射极差分输入级,由PNP晶体管Q1和Q2组成,在输入偏置处于-VS和比+VS低1 V的电压范围之间时工作;另一个是共基极输入级,由PNP晶体管Q3至Q6组成,当共模输入偏置大于+VS - 1 V时工作。
这些输入级产生两个不同的工作区域,如下图所示
输入偏置电流与输入共模电压温度变化图(图源:芯片规格书)
共发射极PNP输入级处于工作状态,且输入偏置电流通常小于0.3 nA。当共模输入电压高于+VS - 1 V时,晶体管Q9导通,使偏置电流从共发射极差分输入对转移到由M3和M4组成的电流镜。来自M4的电流为共基极差分输入对(Q3至Q6)提供偏置。